CPS Lecture 6 Amplitude Modulation DSB-SC

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2025/12/04 19:29:24 CST

调制的需求

• Analog signals typically have information at lower frequencies.
• It is not practical to transmit a signal using its original frequency range due to Interference and Antenna size

调制即是把原信号的频谱变换到更高的频率上.

调制类型： AM FM PM

对于

• AM: 正比于
• FM: 正比于
• PM: 正比于

AM的主要技术

• Double Side Band Suppressed Carrier (DSB-SC) modulation
• Double Side Band With Carrier (DSB-WC) modulation
  • Also termed as Conventional Amplitude Modulation (AM)
• Single Side Band (SSB) modulation
• Vestigial Side Band (VSB) modulation

DSB-SC Modulation

一个baseband的message 乘上 一个有固定频率和相位的余弦波 。 在DSB-SC中，保持 和 ， 则调制后信号为：

对于一个带宽为 B Hz 的基带信号 m(t)，其调制信号的带宽为 2B Hz。

以 ±f_c（或以弧度计为 ±ω_c）为中心的调制信号频谱包含两个部分：

• 上边带：位于 ±f_c 之外的部分。
• 下边带：位于 ±f_c 之内的部分。

除非消息信号 M(f) 在零频率处存在一个冲激函数，否则在这种调制方案中，调制信号不会包含载波频率 f_c 的离散分量。

DSB-SC Demodulation

从调制后信号恢复原信号的过程叫做解调 (Demodulation)

将接收到的信号 乘以 ，经过LPF后可获得原信号的1/2幅度 This is a synchronous/coherent detection, where the transmitter and receiver must be in-phase. Synchronising the receiver requires a more complex system.

实际中，传播时延是未知的，transmitter和receiver的相位都可能相对于对方漂移。 假如transmitter在发送时带有一个 的相位，则在解调时会导致baseband相互抵消 一种解决方案是使用复指数进行解调：

此时receiver处理的是复信号。它将乘性的相位误差因子 cos(θ) 变成了一个加性的旋转因子 。在复信号中，相位仅代表方向而非幅度，因此不会对结果的幅度造成影响，消除了相位偏移的问题。

• 定义：这是一种正交接收机。
• 常用领域：常用于雷达、声纳、超声以及磁共振成像（MRI）系统。
• 特点：通常，信号 是一个简单脉冲，而有用信息蕴含在相位 中。例如，气象雷达中的多普勒频移信息。
• 缺点/成本：这种接收机的实现成本在于需要处理复信号。
• 实现方式：通过跟踪两个实信号来实现：实部（I 通道）和虚部（Q 通道）。