双边带抑制载波传输

双边带抑制载波传输(DSB-SC)

双边带抑制载波传输(DSB-SC)是通过幅度调制(AM)使得频率关于载波频率对称分布,且将载波电平降低到最低程度(理想情况下完全抑制)的传输方式。

在DSB-SC调制中,与AM不同的是,不会传输载波;因此,大部分功率分布在边带,这意味着相同的功率下,DSB-SC比AM能够传输的基带信号能量更高。

DSB-SC传输是双边带减幅载波传输的一种特殊情况。它用于无线电数据系统。

频谱

DSB-SC从根本上说是无载波的调幅,因此减少了功率的浪费,让它的效率达到了50%。这相对于最大效率为33.333%的普通AM传输(DSB)在效率上有所提升,因为功率的2/3用在传输载波和含有相同信息的双边带的另一个边带了。单边带(SSB)抑制载波的效率为100%。
DSB-SC信号频谱图:
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产生(调制)

DSB-SC由混频器产生的。这是由载波信号乘以消息信号构成的。该过程的数学表示如下所示,其中用到了积化和差公式。
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解调

解调是通过将DSB-SC信号与载波信号相乘得到的。得到的信号然后通过一个低通滤波器以取出低频分量产生原始消息信号。如果调制指数小于1,DSB-SC可以像AM一样,用简单的包络检波器解调。全深度调制需要载频重置。
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上面的公式表明,通过调制信号乘以载波信号,得到的是原始消息信号加上另一项的版本。由于 ωc\omega_cωc >> ωm\omega_mωm 第二项的频率要比原始消息信号高得多。一旦此信号通过低通滤波器,高频率分量被去除,只留下原始消息。

失真与衰减

对于解调,解调振荡器的频率和相位必须与调制振荡器完全相同,否则将发生失真或衰减。
要得到此效果,需要以下条件:
要发送的消息信号:f(t)f(t)f(t)
调制(载波)信号:Vccos(ωct)V_{c}cos(\omega_{c}t)Vccos(

<think> 嗯,用户想要了解双边带抑制载波(DSB-SC)的原理、特点和应用等信息。根据用户提供的引用材料,我需要系统地整理相关知识。 用户引用了四篇材料,其中引用[1]和[4]直接介绍了DSB-SC的基本概念和特点:它是一种抑制载波双边带调制方式,通过去除载波分量提高传输效率。引用[2]和[3]则提供了MATLAB实现细节,包含调制解调的数学模型和代码示例。 从这些材料可以归纳出: DSB-SC的调制原理是将调制信号$m(t)$与载波$cos(ω_ct)$直接相乘,输出信号为$s(t) = m(t)cos(ω_ct)$。这与常规AM调制的区别在于没有叠加直流分量$A_0$,因此导致载波分量被抑制。解调时必须采用相干解调,即用同频同相的载波与信号再次相乘,并通过低通滤波器恢复原信号。 特点方面: - 传输效率显著提升至50%,因为避免了功率浪费在载波上 - 频谱结构是双边带对称的 - 解调复杂度增加,需要精确同步的本地载波 应用场景主要集中在需要高传输效率的领域,如专业通信系统、频分复用系统等。用户引用的MATLAB代码展示了完整的调制解调仿真流程,包括高斯调制信号生成、巴特沃思滤波器设计等关键技术点。 需要特别说明的是引用[4]提到的频谱效率对比:DSB-SC效率(50%)高于常规AM(33.3%),但低于单边带SSB(100%)。这个效率比较可能成为用户后续的关注点,因此考虑在相关问题中提出。 对于回答的组织结构: - 计划分原理、特点、应用三个部分 - 核心调制解调公式使用独立区块呈现 - 效率计算采用行内公式格式 - 最后将列出几个自然延伸的问题,帮助用户深入理解 </think> 以下是关于**双边带抑制载波(DSB-SC)**的详细说明,涵盖原理、特点、应用及技术实现: --- ### **一、基本原理** 1. **调制过程** DSB-SC通过将调制信号$m(t)$与载波$cos(\omega_c t)$直接相乘生成已调信号: $$s_{\text{DSB-SC}}(t) = m(t) \cdot cos(\omega_c t)$$ 与常规调幅(AM)不同,**未添加直流分量$A_0$**,因此完全抑制载波分量[^1][^4]。 ![](https://www.mathworks.com/matlabcentral/mlc-downloads/downloads/5d7f0d26-9e46-4d01-8e05-9a4e55e5d9a0/1a6b9d0d-1e8e-4e3c-8c8d-0c11fd7c1c34/images/screenshot.jpg) *图:DSB-SC调制模型(MATLAB实现示例)[^3]* 2. **解调过程** 必须采用**相干解调(同步解调)**: - 接收端将信号与本地载波$cos(\omega_c t)$相乘: $$y(t) = s_{\text{DSB-SC}}(t) \cdot cos(\omega_c t) = \frac{1}{2}m(t) [1 + cos(2\omega_c t)]$$ - 通过**低通滤波器(LPF)** 滤除高频分量,恢复原信号: $$m_o(t) = \frac{1}{2}m(t)$$ *需严格保证本地载波频率/相位与发送端同步*[^2][^3]。 --- ### **二、核心特点** 1. **频谱效率高** - 无载波分量,全部功率用于传输信息边带,效率达**50%**(常规AM仅33.3%)[^4]。 - 频谱为对称的双边带结构: ![](https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/7f/DSB-SC_signal_and_spectrum.gif/400px-DSB-SC_signal_and_spectrum.gif) *图:DSB-SC频谱示意图(载波抑制)[^4]* 2. **调制信号要求** - $m(t)$需满足**均值为0**,否则解调后存在失真[^2]。 3. **解调复杂度高** - 包络与$m(t)$不完全一致,**不可用包络检波**,必须相干解调[^3]。 --- ### **三、应用场景** 1. **高频谱效率系统** - 卫星通信、雷达系统等功率受限场景[^1]。 2. **频分复用(FDM)基础** - 作为多路复用的调制技术,避免载波干扰相邻信道[^4]。 3. **数字通信前级处理** - 用于QAM等数字调制的模拟预处理阶段。 --- ### **四、MATLAB实现示例(关键代码)** ```matlab % 生成调制信号m(t) n = 1024; fs = n; t = (0:n-1)/n; m = exp(-320*pi*(t-1/7).^2) + exp(-320*pi*(t-3/7).^2); % 高斯脉冲组合 % DSB-SC调制 fc = 100; % 载波频率100Hz c = cos(2*pi*fc*t); s_dsbsc = m .* c; % 调制输出 % 相干解调 y = s_dsbsc .* c; % 乘本地载波 [b, a] = butter(10, 0.1); % 设计10阶巴特沃斯低通滤波器 m_recovered = 2 * filter(b, a, y); % 滤波并增益补偿 ``` *代码来源:引用[3]* --- ### **五、与常规AM对比** | **特性** | **DSB-SC** | **常规AM** | |----------------|--------------------------|--------------------------| | 载波分量 | 完全抑制 | 存在大幅载波 | | 功率效率 | 50% | ≤33.3% | | 解调方式 | 必须相干解调 | 包络检波或相干解调 | | 调制信号要求 | $m(t)$均值为0 | 无特殊要求 | ---
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