高频电子电路第9章数字调制解调技术分析.ppt

数字调制与解调 前言 电视的实现，不仅扩大和延伸了人们的视野，而且以其形象、生动、及时的优点提高了信息传播的质量和效率。在当今社会，信息与电视是不可分割的。 多媒体的概念虽然与电视的概念不同，但在其综合文、图、声、像等作为信息传播媒体这一点上是完全相同的。 随着社会的不断进步，数字技术、数字视频技术、计算机技术等的发展也是日新月异，早已引起了世界各国的极大关注和巨大的投入，我国已做过多次数字电视的试播试验，有线数字电视已正式播出。世界上主要发达国家将在2010年前后全部播出数字电视，甚至停播传统的模拟电视。我国预计在2015年实现这一目标，提前的可能性也很大。 数字调制与解调 众所周知，数字信号（基带信号）未经调制是很难有效地进行无线传输或者远距离的有线传输。 因此，在数字电视等数字视频技术中，其发送端需要对基带信号做数字信号的调制处理；在接受端，需要对做数字信号解调处理。 数字调制 三种基本调制方式 数字幅度调制又称幅移键控（ASK）。 （amplitude shift keying） 数字频率调制又称频移键控（FSK）。 （frequency shift keying） 数字相位调制又称相移键控（PSK）。 （phase shift keying） 此外，还有改进型的和复合的数字调制方式 （QAM,MQAM,QPSK等）。 幅移键控（ASK) 多进制幅移键控（MASK） 正交幅度调制（QAM） 多电平正交调幅（MQAM） 幅移键控（ASK) 幅移键控（ASK) ：是一种以数字信号对载频幅度进行控制的一种调制。 幅移键控（ASK) 的调制框图如下图所示： 幅移键控（ASK)的解调 幅移键控（ASK)有二种基本的解调方式： 非相干解调（包络检波法）和相干解调（同步检测法），其基本框图如下： 二进制幅移键控 二进制幅移键控是出现得最早的一种调制方式，二进制数字调幅有二种情况： 一种是数字基带信号为0,1的单极性调制； 一种是数字基带信号为-1，1的双极性调制。 多进制幅移键控（MASK） 多进制（电平）幅移键控（MASK）则是以多个电平的矩形脉冲去对正弦（或余弦）载波进行的调幅，它的主要特点是频带利用率高。 多电平幅移键控（MASK）调制框图： 多进制幅移键控（MASK） 在实际的数字电视系统或是通信系统中，多采用多进制（多电平）数字调制、解调方式。所谓多进制信号，就是指状态数大于2的基带数字信号（有时也称多元调制信号或多电平调制信号）。 符号中的M可为2，4，8，16……2N，若M=2，则表明高频载波被一种二进制代码所组成的2种电平（0，1）所调制；若M=4，则表明高频载波被一种2bit二进制代码所组成的4种电平（00，01，10，11）所调制；若M=8，则表明高频载波被一种（ ）bit二进制代码所组成的 （ ）种电平所调制…… 多进制幅移键控（MASK） 多电平数字调幅信号的表达式为： 其中,s(t) 为多进制基带数字信号；A, , 分别为余弦载波信号的振幅、角频率和初相角。 多进制幅移键控（MASK）的数字信号可以为单极性序列，也可为双极性序列，它们对载波所进行的幅度调制情况如下图所示： ASK方式的主要缺点是抗噪声性能较差，频带利用率不高，故较少采用。 在实际中应用较多的是正交幅度调制QAM及多进制（多电平）正交幅度调制MQAM。 正交幅度调制（QAM） 正交幅度调制QAM是英文quadrature amplitude modulation的缩写，也称正交双边带调幅。这是以两路相关的数字基带信号分别对两个互为正交 （ ）的同频载波进行抑制载波的平衡调幅（双边带调幅）后，再将这两路已调信号叠加输出的过程。 QAM调制的显著特点是可以在同一频带内传输两路数据信号，因此其频带利用率高（提高了近2倍）。 正交幅度调制（QAM） 在彩色电视系统中，红色差、蓝色差信号就是先做正交平衡调幅，再以矢量和的方法形成色度信号的，对于PAL制而言，其相互关系为： F=Fu+Fv=U +/-V 红、蓝色差信号的带宽各为1.3MHZ,其平衡调幅后的Fu，Fv带宽各为2.6MHZ，利用正交平衡调幅再做矢量相加变成色度信号后，其带宽仍为2.6MHZ，而不是5.2MHZ，使频带利用率提高了1倍。 正交调幅（QAM）的电路组成框图 正交路 同相路 正交调幅（QAM）信号解调的电路框图 正交调幅（QAM）信号的解调 图中所用的是同步检波电路，其关键点是要求相干载波（同步检波的参考信号）要与输入QAM信号同步（即同频同相），否则会使解调输出的信号失真，且幅度减小。 以图中S,1(t)为例： 多电平正交调幅（MQAM） MQAM是多电平正交调幅之意，它的实现与QAM相似