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视频课程教案、知识点、字幕

上节课我们介绍了常规双边带调幅AM

其最大的优点就是包络

与调制信号呈线性关系

因而可采用简单实用的

包络检波法进行解调

但是这种调制方式也存在明显的缺陷

就是它的功率利用率较低

假设AM信号是确知的电压或电流信号

作用于1欧姆的电阻上

那么其平均功率就为信号的均方值

将AM信号的表达式代入

把前面的括号展开

并把余弦函数的平方项降次

由于调制信号

是不含直流分量的纯交流信号

其均值与余弦函数一样

都为0

所以已调信号的平均功率

实际上只包含两部分

如果我们把AM信号

时频表达式中的括号打开

就不难发现

平均功率中的第一部分

就对应着AM信号中纯载波项的功率

也就是频谱中冲激的功率

而平均功率中的第二部分

与调制信号有关

实际上就是频谱中两个边带的功率

显然

调制信号的信息

实质上是由已调信号的边带承载的

而载波分量对信息的传输并无贡献

所以只有边带功率才是有用的功率

我们通常用调制效率

来衡量信号中有用功率所占的比例

它等于边带功率比上已调信号的总功率

为了给大家一个直观的印象

不妨设调制信号为一余弦信号

幅度为Am

则其均方值为其幅度平方的二分之一

当对载波进行满调幅调制时

直流分量A₀恰好等于

调制信号绝对值的最大值

也就是Am

代入上式可得

此时调制效率为1/3

可以想到

当信号的调幅度减小时

边带功率所占的比例会进一步降低

所以常规双边带调幅的调制效率很低

不会超过1/3

也就是说在这种调制方式中

信号大部分的功率

都被不承载信息的载波占据了

而真正用于传输信息的边带功率

只占了很小的一部分

这也正是AM调制最明显的缺点

既然载波分量影响了信号的调制效率

那么能不能把载波分量消除呢

从数学表达式上看

载波功率实际是由于

直流分量的存在而产生的

所以很容易想到

如果在进行幅度调制时不加直流分量

即可消除载波成分

这就演变出了另一种调制方式

称为抑制载波的双边带调制

简称为DSB

DSB信号为调制信号

与余弦载波的乘积

根据时域表达式

可以很容易地得到其频域表达式

为调制信号频谱的搬移

从波形图上看

DSB信号的包络

不再与原调制信号成线性关系

说明不能再用包络检波

对信号进行解调了

只能采用相干解调

此外

在调制信号经过零点的时刻上

已调载波还会出现反相点

从频域上看

DSB信号的频谱

与AM信号的频谱极为相似

只是没有了载波频点上的两个冲激

仅有上下两个边带

所以DSB信号的平均功率

就等于两个边带的功率

其调制效率自然也就达到100%了

相比于AM信号

DSB信号的带宽并没有发生变化

仍为调制信号带宽的两倍

再考虑DSB信号的调制和解调

产生DSB信号的过程很简单

只需要用一个乘法器

让调制信号和载波相乘

输出即为DSB信号

但是DSB信号的解调只能采用相干解调

其解调过程与AM信号完全相同

信号先经过带通滤波器滤除带外噪声

再与相干载波相乘

乘法器的输出中

将包含高频分量和低频分量

经过低通滤波后

可直接分离出调制信号

完成信号的解调

今天我们学习了抑制载波的双边带调制

它通过载波的抑制

克服了AM信号调制效率低的缺点

使调制效率达到了100%

但同时它也失去AM信号线性包络的优点

所以只能采用相干解调

解调难度相对较大

本讲的内容就是这些

谢谢大家

通信原理课程列表：

第一章绪论

-1.1 通信系统的基本概念

--习题

-1.2 通信系统的组成

--习题

-1.3 信息及其度量

--习题

-1.4 通信系统的主要性能指标

--习题

-讨论题：分析比较模拟通信和数字通信的各自有缺点和应用场景。

-课程思政

--“如盐入味”，清华课程思政正在进行ing…

-课程使用教材

-讨论题：调制的作用是什么，信号传输都需要调制吗？

第二章信道分析

-2.1 信道的基本概念

--习题

-2.2 恒参信道分析

--习题

-2.3 随参信道及其对所传信号的影响

--习题

-2.4 随机过程基础

--习题

-2.5 平稳随机过程

--习题

-2.6 白噪声

--习题

-2.7 高斯噪声

--习题

-2.8 信号系统与噪声的关系

--习题

-2.9 信道容量的概念

--习题

-2.10 m序列的产生

--习题

-2.11 m序列的性质

--习题

-讨论题：结合实际生活或者工程实践，谈一下香农定理的意义所在。

-课程思政

--教育部关于印发《高等学校课程思政建设指导纲要》的通知

-讨论题：为什么我们通常假设信道的加性噪声是高斯白噪声。

第三章模拟调制系统

-3.1 常规双边带调幅

--习题

-3.2 抑制载波的双边带调制

--习题

-3.3 单边带调制

--习题

-3.4 残留边带调制

--习题

-3.5 线性系统的抗噪声性能

--习题

-3.6 角度调制的基本概念

--习题

-3.7 频率调制FM

--习题

-讨论题：分析FM和PM的内在联系。

-课程思政

--教育部印发纲要所有高校全面推进课程思政建设

-讨论题：SSB和VSB有何差异，有何联系？

第四章数字基带传输系统

-4.1 数字基带信号的常用码型

--习题

-4.2 数字基带信号的频谱特性

--习题

-4.3 数字基带传输系统

--习题

-4.4 无码间串扰的基本思想

--习题

-4.5 无码间串扰的基带传输系统

--习题

-4.6 数字基带传输系统的性能分析

--习题

-4.7 眼图

--习题

-讨论题：改善基带传输系统的性能有哪些？

-课程思政

--上海交通大学积极推进课程思政建设

-讨论题：HDB3码的频谱有什么特点？

第五章数字频带传输系统

-5.1 2ASK的基本原理

--习题

-5.2 2ASK的抗噪声性能分析

--习题

-5.3 2FSK的基本原理

--习题

-5.4 2FSK的抗噪声性能分析

--习题

-5.5 2PSK的基本原理和抗噪声性能

--习题

-5.6 2DPSK的基本原理和抗噪声性能

--习题

-5.7 二进制数字调制系统的性能比较

--习题

-讨论题：比较DPSK与PSK的优缺点。

-课程思政

--浙江大学多措并举推进课程思政建设

-讨论题：2FSK信号的频谱的波峰有什么特点，与什么因素有关？

第六章数字信号最佳接收

-6.1 假设检验模型

--习题

-6.2 错误概率最小准则

--习题

-6.3 二元确知信号的最佳接收机结构

--习题

-6.4 匹配滤波器原理

--习题

-6.5 匹配滤波器性质及应用

--习题

-讨论题：分析最佳接收机与实际接收机的差异。

-课程思政

--兰州大学“五抓五促”推进课程思政建设

-讨论题：说明匹配滤波器中“匹配”的物理含义。

第七章信源编码

-7.1 低通抽样定理

--习题

-7.2 量化的基本概念和均匀量化

--习题

-7.3 非均匀量化

--习题

-7.4 13折线法的码位安排

--习题

-7.5 简单增量调制

--习题

-7.6 改进型增量调制

--习题

-7.7 时分复用和多路数字电话系统

--习题

-7.8 哈夫曼编码

--习题

-讨论题：分析13折线法与A率压缩特性的关系。

-课程思政

--树立正确人才观构建成电特色的人才发展治理体系

-讨论题：分析非均匀量化的好处和存在的问题。

第八章信道编码

-8.1 信道编码基础

--习题

-8.2 分类和工作方式

--习题

-8.3 常用简单分组码

--习题

-8.4 线性分组码的基本概念

--习题

-8.5 线性分组码的矩阵描述

--习题

-8.6 循环码的基本概念

--习题

-8.7 循环码的矩阵描述

--习题

-8.8 循环码代数形式的编译码

--习题

-讨论题：循环码的编码方法分析比较。

-课程思政

--坚持突出“三个注重” 深化课程思政建设

-讨论题：奇偶校验法的优点和存在的问题。

第九章同步系统

-9.1 同步的定义与分类

--习题

-9.2 载波同步

--习题

-9.3 载波同步的性能分析

--习题

-9.4 位同步

--习题

-9.5 位同步的性能分析

--习题

-9.6 群同步

--习题

-9.7 群同步的性能分析

--习题

-讨论题：分析通信系统同步的重要性。

-课程思政

--连通课程思政的“最后一公里”

-讨论题：分析一下位同步和群同步的关系。

视频笔记与讨论

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