[幼兒教育]第4章數(shù)字頻帶調(diào)制(已修改)
2025-01-31 13:07 本頁面
【正文】 幅度鍵控 ASK系統(tǒng) 頻率鍵控 FSK系統(tǒng) 相位鍵控 PSK系統(tǒng) QPSK系統(tǒng) 多元數(shù)字頻帶調(diào)制 第 4 章 數(shù)字頻帶調(diào)制 引 言 實(shí)際通信中不少信道都不能直接傳送基帶信號，必須用基帶信號對載波波形的某些參數(shù)進(jìn)行控制，使載波的這些參量隨基帶信號的變化而變化，即所謂 調(diào)制 。 實(shí)際上，在大多數(shù)數(shù)字通信系統(tǒng)中，都選擇 正弦信號 作為載波。這是因?yàn)檎倚盘栃问胶唵危阌诋a(chǎn)生及接收。 和模擬調(diào)制一樣，數(shù)字調(diào)制也有調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相三種基本形式，并可以派生出多種其他形式。數(shù)字調(diào)制與模擬調(diào)制相比，基本原理并沒有什么區(qū)別。數(shù)字調(diào)制是用載波信號的某些離散狀態(tài)來表征所傳送的信息。因此，數(shù)字調(diào)制信號也稱為鍵控信號。在二進(jìn)制時(shí)有 振幅鍵控 （ ASK）、移頻鍵控 （ FSK）和 移相鍵控 （ PSK）三種基本信號形式。 幅度鍵控 ASK系統(tǒng) 一 、 2ASK信號的表示 設(shè)發(fā)送的二進(jìn)制符號序列由 0、 1序列組成 ， 發(fā)送 0符號的概率為 P， 發(fā)送 1符號的概率為 (1P)， 且相互獨(dú)立 。 該二進(jìn)制符號序列可表示為： s(t)= )( Snn nTtga ??其中： 0, 發(fā)送概率為 P 1, 發(fā)送概率為 1P Ts是二進(jìn)制基帶信號時(shí)間間隔 ， g(t)是持續(xù)時(shí)間為 Ts的矩形脈沖 。 an= 則二進(jìn)制振幅鍵控信號可表示為： e0(t)= =s(t)cosωct= tnTtga cSnn ?c os)( ?? 二進(jìn)制振幅鍵控信號時(shí)間波形如圖 所示 。 由圖可以看出 ， 2ASK信號的時(shí)間波形 e0(t)隨二進(jìn)制基帶信號 s(t)通斷變化 ， 所以又稱為 通斷鍵控信號 （ OOK信號 ） 。 cosωct 表示數(shù)碼“ 1” 0 表示數(shù)碼“ 0” 二 、 2ASK信號的調(diào)制 2ASK信號的產(chǎn)生方法如圖 ， 采用模擬調(diào)制方法實(shí)現(xiàn) ， 如圖 (a) ， 采用數(shù)字鍵控方法實(shí)現(xiàn) ， 如圖 (b) 。 乘法器 載波 )(ts)(ts)(0 te)(0 teK)(cos tc?)(a )(b)(c1001 1 0 0 1 1001 圖 二進(jìn)制幅度鍵控（ 2ASK）信號的產(chǎn)生及輸出波形 二進(jìn)制振幅鍵控信號時(shí)間波形 載波信號2 A S K 信號s ( t )1 0 1 1Tb0 0 1ttt三、 2ASK信號的解調(diào) 相干解調(diào)，如圖（ b）； 非相干解調(diào)，如圖（ a）。 圖 二進(jìn)制振幅鍵控信號的接收系統(tǒng)組成方框圖 e2 A S K( t )帶通濾波器全波整流器低通濾波器抽樣判決器輸出a b c d定時(shí)脈沖( a )e2 A S K( t )帶通濾波器相乘器低通濾波器抽樣判決器定時(shí)脈沖輸出c o s ?ct( b )2ASK信號非相干解調(diào)過程的時(shí)間波形 1 1 10 0 0 0 0 1 0 1abcd四、 2ASK信號的帶寬 2ASK信號的頻譜 )(fPsf0 sfsf?)(fPEf0 cfcf?sc ff ?? sc ff ? 2ASK信號的帶寬 由上圖可看到： 2ASK信號的帶寬是基帶 脈沖波形帶寬的兩倍；即： 2ASK信號的傳 輸帶寬是 碼元速率的 2倍 。 ss TfB22 ??e2FSK(t)= tnTtgatnTtga SnnSnn 21 c os)]([c os)([ ?? ??? ?? 4． 2 頻移鍵控 FSK系統(tǒng) 4． 2． 1 頻移鍵控 FSK 一、 2FSK信號的表示 若二進(jìn)制基帶信號的 1符號對應(yīng)于載波頻率 f1， 0符號對應(yīng)于載波頻率 f2，則二進(jìn)制移頻鍵控信號的時(shí)域表達(dá)式為： = cosω1t 表示數(shù)碼“ 1” cosω2t 表示數(shù)碼“ 0” 二、 2FSK信號的產(chǎn)生 采用模擬調(diào)頻電路來實(shí)現(xiàn)，如圖 （ a）； 采用數(shù)字鍵控的方法來實(shí)現(xiàn)，如圖 （ b）。 模擬 調(diào)頻器 )(ts )(0 te)(a )(ts載波 ω 1 載波 ω 2 )(0 teK)(b)(0 te)(ts)(c圖 二進(jìn)制移頻鍵控 2FSK信號的產(chǎn)生及波形 1 0 0 1 4． 2． 2 頻移鍵控 FSK的解調(diào) 非相干解調(diào)，如圖 （ a）； 相干解調(diào)，如圖（ b）； 過零檢測法； 差分檢波法。 圖 二進(jìn)制移頻鍵控信號常用的接收系統(tǒng) e2 FS K( t )帶 通 濾 波器??1包絡(luò)檢波器抽樣判決器輸出定時(shí)脈沖帶 通 濾 波器 ? ? ??包絡(luò)檢波器( a )e2 FS K( t )帶 通 濾 波器??1低 通濾波器抽樣判決器輸出定時(shí)脈沖帶 通 濾 波器???低通濾波器相乘器相乘器c o s ??1tc o s ??2t( b )s1(t) s2(t) s1(t) s2(t) 抽樣判決標(biāo)準(zhǔn)： s1(t) s2(t) 輸出數(shù)碼“ 1” s1(t) ＜ s2(t) 輸出數(shù)碼“ 0” 1 1 10 0 0 0 0 1 0 12 F S K 信號2FSK非相干解調(diào)過程的時(shí)間波形 s1(t) s2(t) 0 限幅e2 FS K( t )a b微分c整流d脈沖形成低通e f輸出( a )abcde圖 過零檢測法的方框圖及各點(diǎn)的波形 帶通 低通 ╳ τ 輸入 輸出圖 差分檢波法原理方框圖 差分檢波法的解調(diào)的原理如下：設(shè)輸入為Ac
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