模拟调制系统

科技术语

调制在通信系统中的作用至关重要。广义的调制分为基带调制和带通调制（也称载波调制）。在无线通信中和其他大多数场合，调制一般均指载波调制。调制信号是指来自信源的消息信号（基带信号），这些信号可以是模拟的，也可以是数字的。调制方式有很多。根据调制信号是模拟信号还是数字信号，载波是连续波（通常是正弦波）还是脉冲序列，相应的调制方式有模拟连续波调制（简称模拟调制）、数字连续波调制（简称数字调制）、模拟脉冲调制和数字脉冲调制等。

大多数待传输的信号具有较低的频率成分。称之为基带信号，如果将基带信号直接传输，称为基带传输，但是，很多信道不适宜进行基带信号的传输，或者说，如果基带信号在其中传输，会产生很大的衰减和失真。因此，需要将基带信号进行调制，变换为适合信道传输的形式，调制是让基带信号m（t）去控制载波的某个（或某些）参数，是该参数按照信号m（t）的规律变化的过程。载波可以是正弦波，也可以是脉冲序列，以正弦信号作为载波的调制称连续波（CW）调制。

对于连续波调制，已调信号可表示为

Sm（t）=A（t）cos [ωt +θ（t）]

它由振幅A(t)、角频率ω 和相位θ（t）3反而参数构成。控制3个参数中的任何一个都会实现调制，使之成为携带信息的信号。

连续波调制分为幅度调制，频率调制和相位调制。频率调整和相位调制都是使载波的相角发生变化，因此两者又统称为角度调制。

调制在通信系统中具有十分重要的作用，通过调制，可对消息信号的频谱搬移，使已调信号适合信道传输的要求，同时也有利于实现信道复用。例如，将多路基带信号调制到不同的载频上进行并行传输，实现信道的频分复用。

调制方式往往对通信系统的性能有很大的影响。如果m（t）是连续信号，并且使某个参数连续地与m（t）相对应，称为模拟调制。

分类

幅度调制

幅度调制是用调制信号去控制高频载波的振幅，使其按调制信号的规律变化的过程，常分为标准调幅（AM）、抑制载波双边带调制（DSB）、单边带调制（SSB）和残留边带调制（VSB）等。

角度调制

幅度调制属于线性调制，它通过改变载波的幅度，以实现调制信号频谱的搬移，一个正弦载波有幅度、频率、相位3个参量，因此，不仅可以把调制信号的信息寄托在载波的幅度变化中，还可以寄托在载波的频率和相位变化中。这种使高频载波的频率或相位按照调制信号规律的变化而振幅恒定的调制方式，称为频率调制（FM）和相位调制（PM），分别简称为调频和调相。因为频率或相位的变化都可以看成是载波角度的变化，故调频和调相又统称为角度调制。

角度调制与线性调制不同，已调信号的频谱不再是原调制信号频谱的线性搬移，而是频谱的非线性变换，会产生与频谱搬移不同的新的频率成分，故又称为非线性调制。

由于频率和相位之间存在微分与积分的关系，故调频和调相之间存在着密切的关系，即调频必调相，调相必调频。

FM是角度调制中被广泛采用的一种。与幅度调制技术相比，角度调制最突出的优势是其较高的抗噪声性能。然而有得就有失，获得这种优势的代价是角度调制占用比幅度调制信号更宽的带宽。

比较

AM调制的优点是接收设备简单，缺点是功率利用率低，抗干扰能力差，在传输中如果载波遇到信道的选择性衰落，则在包络检波时会出现过调失真，信号频带较宽，频带利用率不高，因此AM调制用于通信质量要求不高的场合。主要用在中波和短波的调幅广播中。

DSB调制的优点是功率利用率高，但带宽与AM相同，接收要求同步解调，设备较复杂。只用于点对点的专用通信，运用不太广泛。

SSB调制的优点是功率利用率和频带利用率都较高，抗干扰能力和选择性衰落能力均强于AM，而带宽只有AM的一半；缺点是发送和接收设备都很复杂。鉴于这些特点，SSB调制普遍用在频带比较拥挤的场合，如短波无线电广播和频分多路复用系统中。

VSB调制的诀窍在于部分抑制了发送边带，同时又利用了平缓滚降滤波器补偿了被抑制的部分。VSB的性能与SSB相当。VSB解调原则上也需要同步解调，但在某些VSB系统中，附加了一个足够大的载波，就可以用包络检波法解调合成信号（VSB+C），这种方式综合了AM、SSB和DSB三者的优点，所有这些特点，使VSB对商用电视广播系统特别具有吸引力。

FM波的幅度恒定不变，这使它对非线性的器件不甚敏感，给FM带来了抗快衰落能力。利用自动增益控制和带通限幅还可以消除快速衰落造成的幅度变化效应。这些特点使窄带FM对微波中继通信系统颇具吸引力。宽带FM的抗干扰能力强，可以实现带宽与信噪比的互换，因此宽带FM广泛应用于长距离高质量的通信系统中，如卫星通信系统，调频立体声广播、短波和超短波电台中，宽带FM的缺点是频带利用率低，存在门限效应，因此在接受信号弱，干扰大的情况下适宜采用窄带FM，这就是小型通信机常采用窄带调频的原因。另外，窄带采用相干解调时不存在门限效应。

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