最简单的调制方案是幅度调制(AM)。美国的商用AM无线广播系统使用的是称为双边带高幅度载波(DSB-LC),有时也称为带有载波的双边带(DSB-WC)。通过参考文献[61,62]可以学习一些关于幅度调制信号的理论背景知识,参考文献[63,64]则提供了更多关于AM通信系统的具体DSP的理论背景知识。
近几十年来,商用的AM无线广播系统可以使用任何市场上销售的收音机来接收。大多数美国商用AM无线台占有550~1600kHz的带宽,主要用于公众服务、新闻和谈话类节目、体育报道,但是只有有限的音乐广播节目。大多数音乐广播则倾向于抗噪声更好(高保真)的立体声频率调制(Frequency Modulation,FM)系统,它的频带范围是88~108MHz。这并不是说广播的AM不再重要了,事实上AM系统仍然在全世界大范围使用。另外,AM提供了一个简单的易于理解的调制方式,它可以作为当今大多数复杂的调制方案的基础。
这里有很多方法可以产生AM(DSB-LC)的信号。其中一种方法可以很简单地解释为以下两步:
(1)添加一个直流偏置电平信号B到信息信号m(t);
(2)将偏置的信息信号[B+m(t)]乘以一个正弦载波信号。
这个过程可以用图13.1所示框图来表示。它从数学上解释了这个过程,AM信号方程可以写为
s(t)=Ac[B+m(t)]cos(2πfct)式中,Ac为载波幅度;fc为载波频率;t为时间。
图13.1 产生AM信号的框图
使用包络检波技术可以无失真地恢复原始的信息。包络检波需要设置偏置信号的数值或者信息信号的幅度。图13.2所示为一个持续时间为100ms的音频信号。图13.3所示为如图13.2所示那样添加5mV的偏置电平的结果。在图13.3中,清晰地显示出音频信号附加5mV的偏置电平后不一定总是正的,可能需要减小信号幅度或者需要增加偏置电平。否则,如果用一个包络检波器来进行信号恢复的话,将会导致信号的失真。图13.4所示为如图13.2所示那样添加了20mV的偏置电平的情况,它清晰地显示出信号添加偏置电平后在整个时间周期保持正数。(www.xing528.com)
图13.2 100ms的音频信号
图13.3 添加了5mV偏置电平后的100ms的音频信号
图13.4 添加了20mV偏置电平后的100ms的音频信号
AM产生过程最后的步骤是对已经偏置的信号乘以一个正弦信号(称为载波),如图13.5所示。这个乘法运算是点对点的,所以可以使用Matlab程序中的“.∗”来实现。
图13.5 使用一个12kHz载波调制的音频信号(DSB-LC)
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