复旦李旦高频电路8.数字调制与解调讲义.pptx

第 8 章数字调制与解调 2017-4-8 高频电路基础 2 数字通信中的调制与解调简介 调制信号是包含1、0序列的数字电平信号，称为基带信号 载波的三个参量（幅度、频率、相位）随数字基带信号变化，分别称为 幅移键控（Amplitude Shift Keying，简称ASK） 频移键控（Frequency Shift Keying，简称FSK ） 相移键控（Phase Shift Keying，简称PSK ） 2017-4-8 高频电路基础 3 基带信号 二元信号 二进制数字 0 和 1 各取一个离散电平，构成二元信号波形，与普通数字电路的波形类似 多元信号 将基带信号流中连续的 n 个二进制数字构成一个符号，不同的符号取不同的离散电平，构成多元信号流波形，其中有 2n 个电平值 2017-4-8 高频电路基础 4 二进制数字调制 OOK ( On-Off Keying） 最基本的ASK调制信号 基带信号是二元信号码流，已调波幅度在满幅度和零之间变化。载波幅度为满幅度(On)对应数字1；载波幅度为零(Off)对应数字0 基带信号 已调波信号 2017-4-8 高频电路基础 5 OOK信号的调制方法 用二极管作开关的电路例子 2017-4-8 高频电路基础 6 OOK信号的解调方法 同步解调（相干解调）：用乘法器实现 包络解调（非相干解调）： 2017-4-8 高频电路基础 7 频移键控 FSK 基带信号是二元信号码流，已调波的频率有两个：对应数字1，频率为f1，对应数字0，频率为f2 基带信号 已调波信号 (相位连续) 已调波信号 (相位不连续) 2017-4-8 高频电路基础 8 FSK信号的调制方法 直接调频： 特点： 相位连续 频率稳定度不高 2017-4-8 高频电路基础 9 频率键控： 2017-4-8 高频电路基础 10 FSK信号的解调方法 同步解调（相干解调）：用乘法器实现 2017-4-8 高频电路基础 11 包络解调（非相干解调）： 2017-4-8 高频电路基础 12 OOK和FSK射频模块举例 FSK/ASK 两种调制方式 工作电压：2.2V 到 5.4V 输出功率：433MHz 频段 8dBm 868/915MHz 频段 6dBm 接收灵敏度：-109dBm 射频输出功率可软件控制 静态功耗电流：0.3μA 传输速率：OOK 模式 256Kbps FSK 模式 115.2Kbps 内部集成了所有的RF功能模块电路，外围只须一个MCU、一个晶振、一个旁路电容和一个外置天线 2017-4-8 高频电路基础 13 ASK射频模块举例 MICRF102 ，ASK发射电路 载波频率300~470MHz，最大输出功率2.5dBm，最大基带数据率20kb/s 2017-4-8 高频电路基础 14 MICRF001， ASK接收电路 接收频率300～440MHz，接收灵敏度－95dBm，最大基带数据率4.8kbps 2017-4-8 高频电路基础 15 二进制相移键控 2PSK 基带信号是二元信号码流，已调波相位随基带信号而变化。对应数字1，已调波相位与参考相位同相，对应数字0，已调波相位与参考相位反相 基带信号 已调波信号 相位参考信号 2017-4-8 高频电路基础 16 二进制差分相移键控 2DPSK 由于一般情况下接收端难以获得参考相位，所以常常将基带信号作一个变换：原始数据流中出现数字1，则变换后的数据发生变化（0变1，或1变0）；原始数据流中出现数字0，则变换后的数据不变。这样变换后的码流称为相对码，这种调制方式称为2DPSK 基带信号(绝对码) 已调波信号 基带信号(相对码) 2017-4-8 高频电路基础 17 绝对码-相对码转换电路 2017-4-8 高频电路基础 18 相对码-绝对码转换电路 2017-4-8 高频电路基础 19 直接调相方式（乘法器实现） 其中乘法器可用二极管环型调制电路 二进制差分相移键控的调制 2017-4-8 高频电路基础 20 相位选择方式（开关切换） 2017-4-8 高频电路基础 21 极性比较法解调（相干解调） 二进制差分相移键控的解调 相位比较法解调（非相干解调） 2017-4-8 高频电路基础 22 二进制数字调制系统的性能 误码率 其中 调制方式 解调方式 相干解调 非相干解调 ASK FSK PSK ，r是信噪比 2017-4-8 高频电路基础 23 2017-4-8 高频电路基础 24 频带宽度 设传输的码元宽度为 T，则二进制数字调制后的信号带宽为： ASK 和 PSK： FSK： 2017-4-8 高频