數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸系統(tǒng)的仿真分析畢業(yè)設(shè)計(jì)論文(編輯修改稿)
2025-07-23 16:42 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 論文被數(shù)字電視所代替。數(shù)字通信的高速率和大容量等各方面的優(yōu)越性也使人們看到了它的發(fā)展前途 [2]。 通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)進(jìn)入 20 世紀(jì)以來(lái)，隨著晶體管、集成電路的出現(xiàn)與普及、無(wú)線通信迅速發(fā)展。特別是在 20 世紀(jì)后半葉，隨著人造地球衛(wèi)星的發(fā)射，大規(guī)模集成電路、電子計(jì)算機(jī)和光導(dǎo)纖維等現(xiàn)代技術(shù)成果的問(wèn)世，通信技術(shù)在以下幾個(gè)不同方向都取得了巨大的成功。（1）微波中繼通信使長(zhǎng)距離、大容量的通信成為了現(xiàn)實(shí)。（2）移動(dòng)通信和衛(wèi)星通信的出現(xiàn)，使人們隨時(shí)隨地可通信的愿望可以實(shí)現(xiàn)。（3）光導(dǎo)纖維的出現(xiàn)更是將通信容量提高到了以前無(wú)法想象的地步。（4）電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)將通信技術(shù)推上了更高的層次，借助現(xiàn)代電信網(wǎng)和計(jì)算機(jī)的融合，人們將世界變成了地球村。（5）微電子技術(shù)的發(fā)展，使通信終端的體積越來(lái)越小，成本越來(lái)越低，范圍越來(lái)越廣。例如，2022 年我國(guó)的移動(dòng)電話(huà)用戶(hù)首次超過(guò)了固定電話(huà)用戶(hù)。根據(jù)國(guó)家信息產(chǎn)業(yè)部的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，到 2022 年底移動(dòng)電話(huà)用戶(hù)近 4 億。隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展，通信技術(shù)正向著數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和寬帶化的方向發(fā)展。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們對(duì)通信的要求越來(lái)越高，各種技術(shù)會(huì)不斷地應(yīng)用于通信領(lǐng)域，各種新的通信業(yè)務(wù)將不斷地被開(kāi)發(fā)出來(lái)。到那時(shí)人們的生活將越來(lái)越離不開(kāi)通信。西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 2 章 數(shù)字信號(hào)頻帶傳輸系統(tǒng)的基本原理在數(shù)字信號(hào)頻帶傳輸系統(tǒng)中，主要是對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，其中主要包括幅度鍵控（ASK） 、頻移鍵控（FSK） 、相移鍵控（PSK）因?yàn)閿?shù)字信號(hào)有二進(jìn)制與多進(jìn)制之分，因此，數(shù)字調(diào)制也分為二進(jìn)制調(diào)制和多進(jìn)制調(diào)制，本章節(jié)分別對(duì)二進(jìn)制和多進(jìn)制調(diào)制進(jìn)行分析。 數(shù)字信號(hào)的二進(jìn)制調(diào)制 幅度鍵控（2ASK）振幅鍵控是正弦載波的幅度隨著數(shù)字基帶信號(hào)而變化的數(shù)字調(diào)制，數(shù)字幅度調(diào)制又稱(chēng)幅度鍵控（ASK） ，當(dāng)數(shù)字基帶信號(hào)為二進(jìn)制時(shí)，則為二進(jìn)制幅度鍵控,二進(jìn)制幅度鍵控記作 2ASK。2ASK 是利用代表數(shù)字信息 0 或 1 的基帶矩形脈沖去鍵控一個(gè)連續(xù)的高頻載波，使載波時(shí)斷時(shí)續(xù)地輸出。如有載波輸出是發(fā)送1，無(wú)載波輸出時(shí)發(fā)送 0. 設(shè)發(fā)送的二進(jìn)制符號(hào)序列由 0、1 序列組成，發(fā)送 0 符號(hào)的概率為 P，發(fā)送1 符號(hào)的概率為 1P，且相互獨(dú)立。該二進(jìn)制符號(hào)序列可表示為 S(t)= 其中： ????Pan－出 現(xiàn) 概 率 為出 現(xiàn) 概 率 為 110（21） Ts 用來(lái)表示二進(jìn)制基帶信號(hào)的時(shí)間間隔， g(t)用來(lái)代表持續(xù)時(shí)間 Ts的矩形脈沖：西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 那么二進(jìn)制幅度鍵控信號(hào)可表示為： tnTtgatSsAK?o)()(2 ?????????tScos)(?（22）二進(jìn)制幅度鍵控信號(hào)時(shí)間波型如圖 所示：圖 2ASK 信號(hào)時(shí)域波形 2ASK 的調(diào)制2ASK 的產(chǎn)生方法主要有兩種。第一種，可以把 2ASK 信號(hào)當(dāng)做載波與 S(t)二者的乘積，因此對(duì)其進(jìn)行調(diào)制的時(shí)候需要采用模擬乘法器，即“乘積法” 。 第二種，2ASK 信號(hào)的傳播與載波的通斷有直接的聯(lián)系，也就是說(shuō)可以用模擬開(kāi)關(guān)控制載波通斷，此時(shí)二進(jìn)制序列 S(t)可以進(jìn)行調(diào)節(jié)：S(t)=1 時(shí)開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，S(t)=0 時(shí)開(kāi)關(guān)截止，即“通—斷鍵控法” 。圖 為“乘積法”的原理圖，圖 為“通—斷鍵控法”的原理圖。 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 圖 2ASK 調(diào)制乘積法圖 2ASK 調(diào)制通斷鍵控法 2ASK 的解調(diào)由圖 可以知道，2ASK 是一種 100%的 AM 調(diào)制信號(hào)，信號(hào)解調(diào)方法有兩種：1 包絡(luò)檢波法 2 相干檢測(cè)法。下圖 、圖 分別展示了包絡(luò)檢波法和相干檢測(cè)法的解調(diào)原理 【3】 ： 圖 2ASK 信號(hào)包絡(luò)檢波法解調(diào)原理框圖圖 2ASK 信號(hào)相干檢測(cè)法解調(diào)原理框圖 頻移鍵控（2FSK）數(shù)字頻率調(diào)制又稱(chēng)頻移鍵控（FSK） ，二進(jìn)制頻移鍵控記作 2FSK。數(shù)字頻移西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文鍵控是用載波的頻率來(lái)傳送數(shù)字信息，即用所傳送的數(shù)字消息控制載波的頻率。頻移鍵控通過(guò)完全不一樣的兩個(gè)頻率 FF2 產(chǎn)生的振蕩源來(lái)體現(xiàn)信號(hào) 1 和 0，然后用 1 和 0 去控制兩個(gè)獨(dú)立的振蕩源的交替輸出，其波形如圖 所示。圖 圖 2FSK 信號(hào)的產(chǎn)生原理框圖（a） 模擬調(diào)頻法 （b）鍵控法 2FSK 的調(diào)制2FSK 主要是通過(guò)鍵控法來(lái)進(jìn)行調(diào)頻，鍵控法的主要原理就是利用矩形脈沖序列的開(kāi)關(guān)電路根據(jù)兩個(gè)不同的獨(dú)立頻率源來(lái)進(jìn)行選通，2FSK 信號(hào)的產(chǎn)生方法及波形示例如圖 所示。其中 s(t)代表信息的二進(jìn)制矩形脈沖序列， 即是 2FSK 信號(hào)。圖 2FSK 信號(hào)的產(chǎn)生方法及波形示例西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 2FSK 的解調(diào)數(shù)字調(diào)頻信號(hào)的解調(diào)方法很多，如包絡(luò)檢波法、相干檢測(cè)法、過(guò)零檢測(cè)法、差分檢測(cè)法、鑒頻法等。（1）包絡(luò)檢波法這種方法則可以看作是 2 路 2ASK 對(duì)電路的解調(diào)，如下圖 所示：圖 2FSK 信號(hào)包絡(luò)檢波方框圖其中 、 代表上下兩支路，上支路對(duì)應(yīng) ，下支路對(duì)應(yīng) ，s(t)及 指的是包絡(luò)， 指的是經(jīng)過(guò)包絡(luò)檢測(cè)之后抽取的包絡(luò)抽樣值，判決準(zhǔn)則通過(guò) 的值來(lái)決定即： （23）（2） 相干檢測(cè)法 相干檢測(cè)的具體解調(diào)電路是同步檢波器，如下圖 所示：西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文圖 2FSK 同步檢測(cè)方框圖除了上述兩種方法，過(guò)零檢測(cè)法、差分檢測(cè)法、鑒頻法等也被廣泛應(yīng)用。 相移鍵控（2PSK）數(shù)字相位調(diào)制又稱(chēng)相移鍵控（PSK） ，是利用高頻載波相位的變化來(lái)傳送數(shù)字信息的，二進(jìn)制相移鍵控記作（2PSK） 。在 2PSK 中，初始相位 0 和 ? 用來(lái)代表二進(jìn)制“1”和“0” ，如圖 所示。因此，2PSK 信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式為: （24）)cos(A)(2PSKn
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