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图 2-3 AM信号的调制原理模型
M（t）为基带信号，它可以是确知信号，也可以是随机信号，但通常认为它的平均值为0.载波为
C(t)?A0cos(wCt?￠0) （2.3）
上式中，Ac为载波振幅，Wc为载波角频率Ф(t)为载波的初始相位。
2.3.2 AM信号的波形和频谱特性
虽然实际模拟基带信号m(t)是随机的，但我们还是从简单入手，先考虑m(t)是确知信号的傅氏频谱，然后在分析m(t)是随机信号时调幅信号的功率谱密度。 可知[7]
SAM?[A0?m(t)]coswct?A0coswct?m(t)coswct (2.4)
设m(t)的频谱为M(w），由傅氏变换的理论可得已调信号
1SAM(w)?лA0[δ(w-wc)?δ(w?wc)]?[M(w-wc)?M(w?wc)] (2.5)
2AM的波形和相应的频谱图如下
图2-4 AM信号的时域波形及其频谱
可以看出，第一：AM的频谱与基带信号的频谱呈线性关系，只是将基带信号的频谱搬移，并
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没有产生新的频谱成分，因此AM调制属于线性调制；第二：AM信号波形的包络与基带信号成正比，所以AM信号的解调即可以采用相干解调，也可以采用非相干解调（包络检波）。第三：AM的频谱中含有载频和上，下两个边带，无论是上边带还是下边带，都含有原调制信号的完整信息，股已调波形的带宽为原基带信号带宽的两倍，即
其中
BAM?2fH (2.6)
fH为调制信号的最高
3. AM信号的解调原理以及特点
3.1 AM信号的解调原理及方式
解调是将位于载波的信号频谱再搬回来，并且不失真的恢复出原始基带信号。
解调的方式有两种[6]：相干解调与非相干解调。相干解调适用于各种线性调制系统，非相干解调一般适用幅度调制（AM）信号。 3.2 AM信号的相干解调
所谓相干解调是为了从接受的已调信号中，不失真地恢复原调制信号，要求本地载波和接收信号的载波保证同频同相。相干载波的一般模型如下：
图3.1 AM信号的相干解调原理框图
将已调信号乘上一个与调制器同频同相的载波，得
SAM(t)?coswct?[A0?m(t)]cos2wct
由上式可知，只要用一个低通滤波器，就可以将第1项与第2项分离，无失真的恢复出原始的调制信号
(3.1) 11?[A0?m(t)]?[A0?m(t)]cos2wct221M0(T)?[A0?M(T)] (3.2)
2
相干解调的关键是必须产生一个与调制器同频同相位的载波。如果同频同相位的条件得不到满
足，则会破坏原始信号的恢复。 3.3 AM信号的非相干解调
所谓非相干解调是在接收端解调信号时不需要本地载波，而是利用已调信号中的包络信号来恢
【】
复原基带信号7。因此，非相干解调一般只适用幅度调制（AM）系统。忧郁包络解调器电路简单，效率高，所以几乎所有的幅度调制（AM）接收机都采用这种电路。如下为串联型包络检波器的具体电路。
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图 3-2 AM信号的非相干解调原理
当RC满足条件时，包络检波器的输出基本与输入信号的包络变化呈线性关系，即
m（t）?A?m（t） (3.3) o0max。隔去直流后就得到原信号m(t) 其中，A0?m（t）4. 抗噪声性能的分析模型
各种线性已调信号在传输过程中不可避免地要受到噪声的干扰，为了讨论问题的简单起见，我
们这里只研究加性噪声对信号的影响。因此，接收端收到的信号是发送信号与加性噪声之和[8]。 由于加性噪声只对已调信号的接收产生影响，因而调制系统的抗噪声性能主要用解调器的抗噪声性能来衡量。为了对不同调制方式下各种解调器性能进行度量，通常采用信噪比增益G（又称调制制度增益）来表示解调器的抗噪声性能，即[9]
G?输出信噪比S0N0? （4.1）
输入信噪比SiNi
有加性噪声时解调器的数学模型如图
图 4-1 AM信号的解调原理图
图中Sm(t)为已调信号，n(t)为加性高斯白噪声。 Sm(t)和n(t)首先经过一带通滤波器，滤出有
用信号，滤除带外的噪声。经过带通滤波器后到达解调器输入端的信号为Sm(t)，噪声为高斯窄带噪声ni(t)，显然解调器输入端的噪声带宽与已调信号的带宽是相同的。最后经解调器解调输出的有用信号为m0(t)，噪声为n0(t)。 4.1 相干解调的抗噪声性能
各种线性调制系统的相干解调模型如图4-2所示。
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图4-2 线性调制系统的相干解调模型
图中Sm(t)可以是各种调幅信号，如AM、DSB、SSB和VSB，带通滤波器的带宽等于已调信【】
号带宽3。下面讨论各种线性调制系统的抗噪声性能[7]。
AM信号的时域表达式为
SAM(t)?[A0?m(t)]coswct （4.1)
通过分析可得AM信号的平均功率为
2A0m2(t) (4.2) ??22(Si)AM又已知输入功率Ni?n0B, 其中B表示已调信号的带宽。 由此可得AM信号在解调器的输入信噪比为
2A02?m2(t)A0?m2(t)?? (4.3)
2n0BAM4n0fH(SiNi)AMAM信号经相干解调器的输出信号为
m0(t)?因此解调后输出信号功率为
1m(t) (4.4) 212m(t) ( 4.5) 4n(t)，经乘法器相乘后的输出噪声为
在上图中输入噪声通过带通滤波器之后，变成窄带噪声i2(S0)AM?m0(t)?np(t)?ni(t)coswct?[nc(t)coswct-ns(t)sinwct]coswct?经LPF后，
11nc(t)?[nc(t)cos2wct-ns(t)sin2wct]22n0(t)? (4.6)
1nc(t) (4.7) 2因此解调器的输出噪声功率为
2N0?n0(t)?121nc(t)?Ni (4.8) 44可得AM信号经过解调器后的输出信噪比为
(S0N0)AM
m2(t)m2(t)?? (4.9) n0B2n0fH 第 8 页 共 22 页
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