二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制原理專題培訓(xùn)課件

二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制原理第六章

數(shù)字信號(hào)的調(diào)制傳輸數(shù)字調(diào)制的過程就象用數(shù)字信息去控制開關(guān)，從幾個(gè)具有不同參量的獨(dú)立振蕩源中選擇所需參量，所以把數(shù)字調(diào)制稱為“鍵控”。

高頻載波的一般形式：

改變?nèi)齾?shù)對(duì)應(yīng)三種不同的調(diào)制：幅度Uc

:振幅鍵控(ASK:Amplitude_ShiftKeying)頻率

Wc：頻移鍵控(FSK:Frequency_ShiftKeying)相位

0:

相移鍵控(PSK:Phase_ShiftKeying)數(shù)字調(diào)制，載波的參數(shù)改變只能取有限個(gè)取值，稱鍵值6.1二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制原理

2ASK，2FSK，2PSK（2DPSK）6.1.1二進(jìn)制幅度鍵控（2ASK）

振幅鍵控是正弦載波的幅度隨數(shù)字基帶信號(hào)而變化的數(shù)字調(diào)制。當(dāng)數(shù)字基帶信號(hào)為二進(jìn)制時(shí)，則為二進(jìn)制振幅鍵控。載波幅度隨數(shù)字調(diào)制信號(hào)(1和0)而在兩個(gè)電平之間變化。其最簡單的形式稱為通-斷鍵控(OOK)，即載波在數(shù)字信號(hào)1或0的控制下通或斷。1．2ASK調(diào)制原理載波(b)(a)(c)10017.1.12ASK系統(tǒng)原理一般時(shí)域表達(dá)式

1001是表示二進(jìn)制數(shù)字信息幅度為脈寬為的矩形脈沖，7.1.12ASK系統(tǒng)原理2.解調(diào)原理有兩種基本解調(diào)方法：非相干解調(diào)(包絡(luò)檢測(cè))和相干解調(diào):

判決LPFBPF定時(shí)脈沖(b)

相干解調(diào)定時(shí)脈沖整流器判決LPFBPF(a)

非相干解調(diào)7.1.12ASK系統(tǒng)原理圖2ASK信號(hào)非相干解調(diào)過程的時(shí)間波形所以，2ASK信號(hào)的功率譜密度為

3、頻譜特性幅度鍵控信號(hào)的功率譜是基帶信號(hào)功率譜的線性搬移，頻譜寬度是二進(jìn)制基帶信號(hào)頻譜的2倍。根據(jù)6.2節(jié)數(shù)字基帶信號(hào)功率譜的分析可知，當(dāng)g(t)為單極性矩形脈沖，且7.1.12ASK系統(tǒng)原理2ASK信號(hào)頻譜7.1.12ASK系統(tǒng)原理2ASK信號(hào)的帶寬是碼元速率的2倍。7.1.12ASK系統(tǒng)原理2ASK信號(hào)頻譜B2ASK在功率譜密度的第一過零點(diǎn)之間集中了信號(hào)的主要功率，因此常取第一對(duì)過零點(diǎn)的帶寬作為傳輸帶寬。譜零點(diǎn)帶寬

6.1.2二進(jìn)制頻移鍵控原理(2FSK)頻移鍵控是利用載波的頻率變化來傳遞數(shù)字信息。對(duì)于二進(jìn)制，載波頻率隨著數(shù)字調(diào)制信號(hào)不同在兩個(gè)頻率之間變化。如“1”對(duì)應(yīng)于載波頻率，則“0”對(duì)應(yīng)于另一載波頻率。1．2FSK調(diào)制原理100(b)(a)17.1.22FSK系統(tǒng)的原理載波載波圖二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)的時(shí)間波形100

1一般時(shí)域表達(dá)式：2.解調(diào)原理非相干(包絡(luò))檢測(cè)，相干解調(diào)，過零點(diǎn)檢測(cè)和差分檢測(cè)法。

分析可知，2FSK信號(hào)可以看作兩路2ASK信號(hào)的疊加。其解調(diào)也可用兩路2ASK解調(diào)來實(shí)現(xiàn)。(1)相干和非相干解調(diào)

10017.1.22FSK系統(tǒng)的原理比較判決(a)

非相干解調(diào)包絡(luò)檢波器2包絡(luò)檢波器1BPF2BPF1定時(shí)脈沖相干解調(diào)器1相干解調(diào)器2(b)相干解調(diào)7.1.22FSK系統(tǒng)的原理圖

二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)解調(diào)器原理圖

(a)非相干解調(diào);(b)相干解調(diào)圖2FSK非相干解調(diào)過程的時(shí)間波形一種常用而簡便的解調(diào)方法。(2)過零點(diǎn)檢測(cè)法7.1.22FSK系統(tǒng)的原理基本思想：數(shù)字調(diào)頻波的過零點(diǎn)數(shù)隨不同載頻而異，故檢出過零點(diǎn)數(shù)可以得到關(guān)于頻率的差異。(3)差分檢波法C：LPF:（頻偏的函數(shù)）(V與頻偏呈線性關(guān)系—鑒頻！)（<<1）LPF判決定時(shí)脈沖BPF延時(shí)aCbV原理：7.1.22FSK系統(tǒng)的原理2FSK信號(hào)可看作兩個(gè)不同頻率交替發(fā)送的2ASK信號(hào)的疊加，其功率譜3、頻譜特性7.1.22FSK系統(tǒng)的原理是將基帶信號(hào)頻譜經(jīng)兩次線性搬移（分別搬移到fC1和fC2處）后的疊加。7.1.22FSK系統(tǒng)的原理2FSK信號(hào)頻譜受鍵控的載波相位按基帶脈沖而改變的數(shù)字調(diào)制方式。6.1.3二進(jìn)制相移鍵控1、2PSK(絕對(duì)移相)當(dāng)基帶數(shù)字信號(hào)采用幅度為1寬度為TS的矩形脈沖的雙極性非歸零碼表示時(shí)，時(shí)域表示式為由于絕對(duì)移相方式是以某一相位作為基準(zhǔn)的，因此解調(diào)時(shí)在接收端也必須有同樣一個(gè)固定基準(zhǔn)相位作為參考。一旦接收端參考相位發(fā)生變化，則恢復(fù)出的數(shù)字信息也會(huì)出現(xiàn)0和1的反轉(zhuǎn)，從而導(dǎo)致接收端錯(cuò)誤接收。這種用載波不同相位直接去表示相應(yīng)數(shù)字信息的相位鍵控，常稱為絕對(duì)移相。這種現(xiàn)象通常稱為2PSK的“倒”現(xiàn)象或“反向工作”現(xiàn)象。

7.1.32PSK系統(tǒng)的原理令為當(dāng)前碼元初相與前一碼元初相之差，則2DPSK調(diào)制規(guī)則為2、2DPSK（差分相移鍵控）利用前后相鄰碼元載波的相對(duì)相位表示數(shù)字信息的調(diào)制方式。即用載波相位相對(duì)變化傳送數(shù)字信息，所以又稱為相對(duì)調(diào)相。7.1.32PSK系統(tǒng)的原理2DPSK1001110絕對(duì)碼2PSK0001011相對(duì)碼載波0相位07.1.32PSK系統(tǒng)的原理數(shù)字信號(hào)（碼）和已調(diào)載波的相位關(guān)系

相對(duì)調(diào)相信號(hào)的產(chǎn)生過程雙極性不歸零a.2PSK模擬調(diào)制載波移相b.2PSK鍵控調(diào)制7.1.32PSK系統(tǒng)的原理b’.2DPSK鍵控調(diào)制差分碼變換差分碼變換雙極性差分碼a’.2DPSK模擬調(diào)制首先對(duì)數(shù)字基帶信號(hào)進(jìn)行差分編碼，即由絕對(duì)碼變?yōu)橄鄬?duì)碼，然后再進(jìn)行絕對(duì)調(diào)相。3、2DPSK信號(hào)解調(diào)判決LPFBPF定時(shí)脈沖延遲TS數(shù)據(jù)輸出(b)

差分相干解調(diào)(a)

相干解調(diào)（極性比較法）判決LPFBPF定時(shí)脈沖數(shù)據(jù)輸出相對(duì)碼數(shù)據(jù)輸出本地載波碼(反)變換鑒相器可采用相干解調(diào)和差分相干解調(diào)法

7.1.32PSK系統(tǒng)的原理4、2PSK頻譜特性數(shù)學(xué)表達(dá)式形式上完全一樣，只是an的取值不同。因此，參照2ASK功率譜可得到2PSK信號(hào)頻譜也只是基帶數(shù)字