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3.3单边带调制(SSB)

2007-01-31 09:21阅读:

一.频域表示
SSB—USB/LSB
BSSB=fm=B η=100%
1.频域表示
SSSB(ω)=SDSB(ω)H(ω)

二.调制
1. 滤波法:SSSB(ω)=SDSB(ω)H(ω)

滤波法产生单边带信号
单边带信号滤波法形成的频谱变换

实际电路中,理想的滤波特性不易实现,所有的滤波器都不可能是真正的矩形,其上升沿和下降沿都有一定的过渡带。
通常,滤波器的中心频率越高,过渡带就实会越宽,实现矩形滤波就越困难。即实现滤波器的难易与过渡带与载频的归一化值有关。
在高频情况下,要实现窄带滤波,通常只有采用多级调制的方式。
要把一个低通信号调制成单边带,如视频信号等,由于信号频谱中有直流成分(零频),通过平衡调制后产生的双边带已调信号中,上边带与下边带完全连在一起,不能通过滤报器选出单边带信号。
2. 时域表达及相移法形成


用以下相移法实现单边带调制

对于调制信号为非周期性的更一般情况,必须借助希尔伯特变换。
希尔伯特变换
一物理可实现系统,当其传递函数(频域)为一解析函数(①物理可实现,②连续可导),其冲击响应必为因果函数(t<0时,冲击响应为0)。
时域的因果性和频域的解析性是等效的。
一个物理可实现系统,其传递函数的实部和虚部之间存在相互制约的关系。这一对关系式称为希尔伯特变换对。证明如下:
物理可实现系统,根据时域的因果性,其冲击响应为 :
h(t)=h(t)U(t)
U(t)——单位阶跃函数。
系统传递函数为
H(w)=F[h(t)]=R(w)+jx(w)
由频域卷积定理可知




物理可实现系统的实部与虚部之间存在对应确定关系,称为希尔伯特变换对。
同理,时域解析函数(①物理可实现,②连续可导),其频域为因果函数(<0时其值为0。同样存在着希尔伯特变换对。

类似于付氏变换,希尔伯特变换记作H[ ],因此

4、若F(w)为f(t)的付氏变换,则f(t)的希尔伯特变换的傅式变换为

物理意义: f(t)信号通过传递函数为-jsgnw的滤波器可以得到其希尔伯特变换式。
称传递函数为-jsgn的滤波器为希尔伯特滤波器。
希尔伯特滤波器Hh(ω)=-jSgn(ω)
又称为宽带相移网络,如下图:

以下根据希尔伯特变换来推导单边带信号的时域表达式。
设双边带信号的频域表达式为:

下边带信号,就是要将图中的阴影部分滤出。

用传递函数为HLSB的矩形滤波器,就能实现下边带信号SLSB,滤波器的传递函数可以用符号函数来表示如下:

下边带信号可以表示为:


以下是单边带相移法的方框图,图中的Hh(w)是希尔伯特滤波器,能使宽带的调制信号实现90度的相移。


对于宽带信号,希尔伯特滤波不容易实现(要求所有频率分量具有900的相移是困难的)。
常采用维弗法来产生单边带的信号,如图所示。




三.解调
单边带信号相干解调器

经过LPF后

因而可以得到无失真的调制信号

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