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双边带信号虽然抑制了载波,提高了调制效率,但调制后的频带宽度仍是基带信号带宽的2倍,而且上、下边带是完全对称的,它们所携带的信息完全相同。因此,从信息传输的角度来看,只用一个边带传输就可以了。我们把这种只传输一个边带的调制方式称为单边带抑制载波调制,简称为单边带调制(SSB)。采用单边带调制,除了节省载波功率,还可以节省一半传输频带,仅传输双边带信号的一个边带(上边带或下边带)。因此产生单边带信号的最简单方法,就是先产生双边带。然后让它通过一个边带滤波器,只传送双边带信号中的一个边带,这种产生单边带信号的方法称为滤波法。由于理想的滤波器特性是不可能作到的,实际的边带滤波器从带通到带阻总是有一个过渡带,随着载波频率的增加,采用一级载波调制的滤波法将无法实现。这时可采用多级调制滤波的办法产生单边带信号。即采用多级频率搬移的方法实现:先在低频处产生单边带信号,然后通过变频将频谱搬移到更高的载频处。产生SSB信号的方法还有:相移形成法,混合形成法。
由于滤波法比较简单,读者可在图4.2的图符4与图符5之间加入一个上边带或下边带滤波器来完成。下面主要介绍单边带的移相法形成原理及仿真。
为简便起见,设调制信号为单频信号f(t)=Amcosωmt,载波为c(t)=cosωct,则调制后的双边带时域波形为:SDSB(t)= Amcosωmt cos t= [Amcos(ωc+ωm)t+ Amcos(ωc-ωm)t] /2
保留上边带,波形为:SUSB(t)=[Amcos(ωc+ωm)t]/2=Am (cosωctcosωmt-sinωctsinωmt) /2
保留下边带,波形为:SLSB(t)=[Amcos(ωc-ωm)t]/2=Am (cosωctcosωmt+sinωctsinωmt) /2
上两式中的第一项与调制信号和载波信号的乘积成正比,称为同相分量;而第二项的乘积则是调制信号与载波信号分别移相90°后相乘的结果,称为正交分量。由此可以引出另一种形成单边带信号的方法——移相法。如图4.18所示,是其原理图,图4.19是SystemView的仿真设计。需要说明的是,如果调制信号是任意的周期信号,则可将其分解出多个频率分量之和,只要其中的移相电路为一定带宽的移相电路,对这些频率分量都能移相90°,那么形成任意调制信号的单边带信号是可能的。只不过将f(t)的输入变为f(t)/2即可。
图4.19中直接使用信号源的正交输出(注意图符输出中的0、1标志,0代表同相,1代表正交)代替了移相电路,由上面的理论分析可知,图符3的输出经过一个反相器后与图符2的输出相加形成上边带,两路直接相加形成下边带。图4.20所示分别为SSB的上边带和下边带的频谱,注意,这不是双边带频谱,是为便于比较,将二者以覆盖图的形式给出。
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