二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制和解調(diào)原理

1、關(guān)于二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理第1頁，共23頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)6分，星期四第6章 數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng) 6.1二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理 6.1.1二進(jìn)制振幅鍵控（2ASK） 振幅鍵控是正弦載波的幅度隨數(shù)字基帶信號而變化的數(shù)字調(diào)制。當(dāng)數(shù)字基帶信號為二進(jìn)制時(shí)，則為二進(jìn)制振幅鍵控。 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1-P，且相互獨(dú)立。該二進(jìn)制符號序列可表示為第2頁，共23頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)6分，星期四其中: 發(fā)送概率為P 發(fā)送概率為1-P 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: 0 TS 其他第3頁

2、，共23頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)6分，星期四 則二進(jìn)制振幅鍵控信號可表示為2ASK信號的時(shí)間波形e2ASK(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）。對2ASK信號也能夠采用非相干解調(diào)(包絡(luò)檢波法) 和相干解調(diào)(同步檢測法) 。 第4頁，共23頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)6分，星期四圖 6 2 二進(jìn)制振幅鍵控信號時(shí)間波型第5頁，共23頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)6分，星期四圖 6-3 二進(jìn)制振幅鍵控信號調(diào)制器原理框圖第6頁，共23頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)6分，星期四圖 6 4 二進(jìn)制振幅鍵控信號解調(diào)器原理框圖 第7頁，共23頁，

3、2022年，5月20日，18點(diǎn)6分，星期四圖 6 - 52ASK信號非相干解調(diào)過程的時(shí)間波形第8頁，共23頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)6分，星期四 6.1.2二進(jìn)制移頻鍵控（2FSK） 在二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制中，若正弦載波的頻率隨二進(jìn)制基帶信號在f1和f2兩個(gè)頻率點(diǎn)間變化，則產(chǎn)生二進(jìn)制移頻鍵控信號（2FSK信號）。二進(jìn)制移頻鍵控信號可以看成是兩個(gè)不同載波的二進(jìn)制振幅鍵控信號的疊加。 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)式為第9頁，共23頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)6分，星期四圖 6- 6 二進(jìn)制移頻鍵控信號的時(shí)間波形第10頁

4、，共23頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)6分，星期四 an= 0, 發(fā)送概率為P 1, 發(fā)送概率為1-P (6.1 - 6) bn= 0, 發(fā)送概率為1-P 1, 發(fā)送概率為Pbn是an的反碼，即若an=1，則bn=0， 若an=0，則bn=1。n和n分別代表第n個(gè)信號碼元的初始相位。在二進(jìn)制移頻鍵控信號中，n和n不攜帶信息，通?？闪頽和n為零。因此，二進(jìn)制移頻鍵控信號的時(shí)域表達(dá)式可簡化為 第11頁，共23頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)6分，星期四 二進(jìn)制移頻鍵控信號的解調(diào)方法很多，有模擬鑒頻法和數(shù)字檢測法，有非相干解調(diào)方法也有相干解調(diào)方法。 其解調(diào)原理是將二進(jìn)制移頻鍵控信號分解為上下兩

5、路二進(jìn)制振幅鍵控信號，分別進(jìn)行解調(diào)，通過對上下兩路的抽樣值進(jìn)行比較最終判決出輸出信號。第12頁，共23頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)6分，星期四圖 6 7 數(shù)字鍵控法實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制移頻鍵控信號的原理圖第13頁，共23頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)6分，星期四圖 6 8 二進(jìn)制移頻鍵控信號解調(diào)器原理圖 (a) 非相干解調(diào); (b) 相干解調(diào)第14頁，共23頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)6分，星期四圖 6-92FSK非相干解調(diào)過程的時(shí)間波形 第15頁，共23頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)6分，星期四圖 6 10 過零檢測法原理圖和各點(diǎn)時(shí)間波形第16頁，共23頁，2022年，5月20日，

6、18點(diǎn)6分，星期四 6.1.3二進(jìn)制移相鍵控（2PSK） 在二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制中，當(dāng)正弦載波的相位隨二進(jìn)制數(shù)字基帶信號離散變化時(shí)，則產(chǎn)生二進(jìn)制移相鍵控(2PSK)信號。 通常用已調(diào)信號載波的 0和 180分別表示二進(jìn)制數(shù)字基帶信號的 1 和 0。 二進(jìn)制移相鍵控信號的時(shí)域表達(dá)式為 (6.1 - 9)其中, an與2ASK和2FSK時(shí)的不同，在2PSK調(diào)制中，an應(yīng)選擇雙極性，即 an=1, 發(fā)送概率為P-1, 發(fā)送概率為1-P 第17頁，共23頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)6分，星期四若g(t)是脈寬為Ts, 高度為1的矩形脈沖時(shí)，則有e2PSK(t)=cosct, 發(fā)送概率為P -cosct

7、, 發(fā)送概率為1-P當(dāng)發(fā)送二進(jìn)制符號1時(shí)，已調(diào)信號e2PSK(t)取0相位，發(fā)送二進(jìn)制符號0時(shí)，e2PSK(t)取180相位。若用n表示第n個(gè)符號的絕對相位，則有 n= 0, 發(fā)送 1 符號 180, 發(fā)送 0 符號 這種以載波的不同相位直接表示相應(yīng)二進(jìn)制數(shù)字信號的調(diào)制方式，稱為二進(jìn)制絕對移相方式。第18頁，共23頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)6分，星期四圖 6 11 二進(jìn)制移相鍵控信號的時(shí)間波形第19頁，共23頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)6分，星期四圖 6- 122PSK信號的調(diào)制原理圖 圖 6 - 132PSK信號的解調(diào)原理圖第20頁，共23頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)6分，星期四圖 6 -142PSK信號相干解調(diào)各點(diǎn)時(shí)間波形 第21頁，共23頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)6分，星期四當(dāng)恢復(fù)的相干載波產(chǎn)生180倒相時(shí)，解調(diào)出的數(shù)字基帶信號將與發(fā)送的數(shù)字基帶信號正好是相反，解調(diào)器輸出數(shù)字基帶信號全部出錯(cuò)。 這種現(xiàn)象通常稱為“倒”現(xiàn)象。由于在2PSK信號的載波恢復(fù)過程中存在著180的相位模糊，所以2PSK信號的相干解調(diào)存在隨機(jī)的“倒”現(xiàn)象，從而使得2PSK方式在實(shí)