ch5(1)_数字幅度调制74882

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第,5,章 频带传输及调制技术,5.0,基础知识,1.,基带传输和频带传输,当二进制编码的,“,0,”,、,“,1,”,符号用电脉冲的,“,正,”,、,“,负,”,表示时，形成的是基带信号，将基带信号直接在信道中传输的方式称为基带传输方式。,把数字信号调制成不同频率的信号，再进行传输的方法称为频带传输。,调制是把进行完差错编码后的信号再一次进行编码，我们称之为第,4,次编码。,第一次：信息,数据（,A/D,）,第二次：数据,脉冲信号,第三次：差错编码,第四次：基带信号,频带信号,2.,为什么要要把基带信号变成频带信号？,（,1,）,基带信号,通常含有较低的频率分量。,（,2,）当信号为连续,1(,或,0),时会有直流成分产生。,（,3,）频带信号一般频率较高（例如，,1,为,4800Hz,0,为,2400Hz,），,平均功耗为,0,。,3.,数字调制技术的分类,3.,数字调制技术的分类,数字幅度调制技术,幅移键控（,ASK:Amplitude Shift Keying,）,数字频率调制技术,频移键控（,FSK:Frequency Shift Keying,）,数字相位调制技术,相移键控（,PSK:Phase Shift Keying,）,4.,调制理论基础,4.,调制理论基础：傅立叶变换,调制：,就是用欲传输的原始信号,f(t),去控制高频简谐波或周期性的脉冲信号的某一参量，使它们随,f(t),线性变化。,通常把原始信号称为,调制信号,或基带信号,(f(t),；,把高频简谐波或周期性脉冲信号称为,载波信号,，起着载运原始信号的作用,A,cos,；,把调制后得到的信号称为,已调信号,，显然已调信号中携带有原始信号中的信息,(s(t),。,调制定理,调制定理,：,基带信号,f(t),和余弦信号,cos,（,0,t,）,相乘得到,已调信号,f(t)cos,（,0,t,）,的频谱和原始信号,f(t),的频谱,F(j,),之间有如下关系：,调制定理,调制定理,调制定理表明：将基带信号,f(t),乘以余弦信号,cos,（,0,t,）,对应于,在频域中把,f(t),的频谱,F(j,),等分成两部分并把其中一部分沿频率轴右移,0,，,另一部分左移,0,，如图所示：,-Wm,+Wm,f(t),F(j,),-Wm,+Wm,-Wm,+Wm,5.1,二进制振幅键控调制（,2ASK,）,数字幅度调制：,用数字基带信号去控制正弦载波的幅度，使载波信号的幅度随基带信号的变化而变化。,基带数字信号,（单极性非归零矩形脉冲）：,5.1.1,2ASK,信号的产生,1.2ASK,信号,数字基带信号通常用单极性非归零的矩形脉冲序列,m(t),表示。,2ASK,信号：,2ASK,信号的产生,正弦载波信号：,f(t)=,Acos,(,0,t+,0,),一般,0,=,0,便于分析,2.2ASK,调制方法,(1),乘法器法（图,a,）：,平衡调制器,(2),通断键控方法（图,b,）：,OOK,（,On-Off Keying,）,w,m(t),f(t),乘法器,BPF,本地载波：,Acos,(,0,t+,0,),5.1.1,2ASK,信号的产生,（a）,（b）,载波发生器,e,(,t,),m(t),S,开关,(,a,),t,1,0,1,1,0,0,1,s,(,t,),T,b,t,t,2,ASK,信号,载波信号,(,b,),单极性非归零矩形脉冲信号,载波,解调：,从已调信号中检出调制信号的过程称为解调或,检波,。,2ASK,信号的解调：,即由已调信号,二进制基带信号；解调的方法有,相干解调,和,非相干解调,两种方法。,(1),非相干解调方法,：,包络检波法,包络检波：,幅值调制就是让已调信号的幅值随调制信号的值变化，因此调幅信号的包络线形状与调制信号一致。只要能检出调幅信号的,包络线,即能实现解调。这种方法称为,包络检波,。,5.1.2 2ASK,信号的解调,2ASK,信号的解调,定时抽样,输出基带信号,2ASK,信号包络检波原理框图,抑制噪声,BPF,包络检波器,抽样判决器,LPF,输入已调信号（,2ASK,信号,+,噪声（高斯白噪声）,),取出基带信号,把取出的基带信号还原成原基带信号,抽样判决器在定时脉冲的控制下，对,LPF,输出的信号进行抽样，当样值大于判决门限里，判为,“,1,”,，反之判为,“,0,”,。,包络检测器原理图,(2),相干解调：同步解调法,：,BPF,乘法器,抽样判决器,LPF,定时抽样,输入已调信号,输出基带信号,相干波发生器,2ASK,信号的解调,2ASK,信号的解调,相干解调的条件：,相干载波发生器产生的,本地相干载波要与输入已调信号同频、同相。,5.1.3 2ASK,所需带宽,信号的带宽是信号占据的整个频率范围。一个基带信号调制成,2ASK,信号时，会得到一个由许多简单频率组成的谱系。但是，有意义的频率是,f,c,-0.5N,bau,d,与,f,c,+0.5N,baud,之间中间载波频率,fc,，,见图,5.5,。,对于,ASK,技术所使用的带宽用下式计算：,BW=,（,1+d,）,N,baud,(5.12),其中，,BW,为带宽，,N,baud,为波特率，,d,是和线路有关的因子，最小值为,0,。,由此可知，传输,ASM,信号所需的最小带宽等于波特率。,例,5,1,求出码元变换速率为,400Baud,的,2ASK,半双工系统的最小带宽和信息传输速率是多少？若采用八进制,ASK,系统，该系统最小带宽和速率又为多少？,解：,在,2ASK,半双工系统中，,一个系统的最小带宽等于其波特率,，所以，该信号带宽是,400Hz,。,同样，对于,2ASK,信号，波特率等于比特率，所以信息传输速率（比特率）也等于,400bps,。,在,八进制,ASK,系统中，由于一个码元含有,3,位（,2,3,=8,），所以它的信息传输速率（比特率）是,4003=1200 bps,。,而,在,ASM,系统中，其带宽不变，仍等于波特率，即,400Hz,。,对于信号的频率具有选择性的电路称为,滤波电路,，它的功能是使特定的频率范围内的信号顺利通过，而阻止其它频率信号通过。,通常，按照滤波电路的工作频率为其命名，分为：低通滤波器（,LPF,）、,高通滤波器（,HPF,）、,带通滤波器（,BPF,）、,带阻滤波器（,BEF,）,和全通滤波器（,APF,）。,补充知识,_,滤波器,低通和高通滤波器,：,设截止频率为,f,p,频率低于,f,p,的信号可以通过，高于,f,p,的信号被衰减的滤波电路称为,低通滤波器,，反之，频率高于,f,p,的信号可以通过，而频率低于,f,p,的信号被衰减的滤波电路称为,高通滤波器,。,全通滤波器：,对于频率从零到无穷大的信号具有同样的比例系数，但对于不同频率的信号将产生不同的相移。,补充知识,_,滤波器,带通和带阻滤波器：,设低频段的频率为,f,p1,，,高频段的截止频率为,f,p2,，,频率为,f,p1,到,f,p2,之间的信号可以通过，低于,f,p1,或高于,f,p2,的信号被衰减的滤波电路称为,带通滤波器,。而频率是,f,p1,到,f,p2,之间的信号被衰减的滤波电路称为,带阻滤波器,。,带通滤波器,常用于载波通信或弱信号提取等场合，以提高信号比。,带阻滤波器,用于在已知干扰或噪声频率的情况下，阻止其通过。,补充知识,_,滤波器,