第5课 基本数字调制系统(1).pptVIP

1 调制相关概念 调制即是用基带信号控制高频载波的振幅、频率、或者相位，使高频载波的振幅、频率、相位随着基带信号的变化而变化。 根据所控制的参量的不同，调制方法可分为振幅调制、频率调制、相位调制。 1 调制相关概念 4 二进制数字频率调制 4 二进制数字频率调制 　　设频率f1代表数字信号“1”； f2代表数字信号“0”，则抽样判决器的判决准则应为 式中, v1,v2分别为抽样时刻两个包络检波器的输出值。 这里的抽样判决器， 要比较v1, v2的大小，或者说把差值v1-v2与零电平比较。因此，有时称这种比较判决器的判决门限为零电平。 4 二进制数字频率调制 因为2FSK信号可以看作是两个载波频率不同的2ASK信号的叠加，所以它的解调可以利用两个中心频率分别为f1和f2的带通滤波器滤出两路2ASK 信号，再将两路2ASK信号分别与相应的相干载波相乘，然后通过低通滤波器和抽样判决器来生成基带数字信号。 （2）相干解调法（同步检测法） 4 二进制数字频率调制 过零检测法是通过计算2FSK信号经过零点的数目的多少来解调出基带数字信号的。在基带数字信号的一个周期内，两种载波由于频率不一样，通过零点的次数是不同的。 过零检测法设备比较简单，是一样常用的频率键控解调方法。 （3）过零检测法 e图中的脉冲越密，代表输入信号的频率越高 带通滤波器 限幅器 微分器 低通滤波器 采样判决器 定时脉冲 S (t) 整流器 脉冲展宽 S2FSK(t) a b c d e f 5 二进制数字相位调制 数字相位调制又称为相移键控，是用数字基带信号去控制载波的相位，使载波信号的相位随基带信号的变化而变化。它有两种形式：绝对相移PSK，和相对相移DPSK 。 二进制绝对相移记为2PSK,二进制相对相移记为2DPSK 。 5 二进制数字相位调制 二进制绝对相移（2PSK）是利用载波的相位偏移来区分不同的数据信息，例如：规定已调载波与未调载波同相表示“0”，已调载波与未调载波反相（即相差π相位）表示“1”。 5.1 二进制绝对相移2PSK 2PSK波形 原始信息 t t 2PSK t 载波 0 1 1 0 0 1 5.1 二进制绝对相移2PSK 2PSK信号可以采用两种方法实现。一种是如图1所示的直接调相法（相乘法），二进制数字序列对应的单极性码先经过电平转换,然后变成双极性不归零码（正电平代表“0”，负电平代表“1” ），与载波相乘而产生2PSK信号。另一种是如图2所示的键控法。 5.1 二进制绝对相移2PSK 载波发生器 电子开关1 电子开关2 相加器 倒相器 反相器 s(t) cos(ωt+π) cosωt s2PSK(t) 键控法 0相位表示0码元，用π相位表示1码元 5.1 二进制绝对相移2PSK 2PSK信号的解调 2PSK信号的载波频率是单一频率，因此无法使用包络检波的方法解调。只能采用相干解调法。 5.1 二进制绝对相移2PSK 带通滤波器 低通滤波器 抽样判决器 相乘器 相干载波 抽样脉冲 x s(t) y(t) s2PSK(t) cosωct 假设0相位表示0码元，用π相位表示1码元 若x0，则输出0 ；若x0,则输出1 5.1 二进制绝对相移2PSK 由于采用相干解调法，所以在接收端必须要能够产生与发送端同频率同相位的相干载波信号，一般2PSK系统接收端的本地载波是从接收信号中提取出来的，由于信道噪声的影响，其相位会产生误差。 如果产生的相干载波信号与发送端不同步，有相位误差，则会造成错误判决。该现象为相位模糊现象。例如：假设本地载波与原载波反相，则最后的输出与发送的信号完全相反，这种现象通常称为2PSK方式的“倒π现象”。 5.2 二进制相对相移2DPSK 为了解决2PSK解调中的“相位模糊”问题，人们发明了2DPSK，2DPSK调制的基本原理及波形表达式如下： 相对相移(2DPSK)是利用载波的相对相位变化来表示数字信号的相移方式。所谓相对相位是指本码元初相与前一码元末相的相位差（或者是本码元初相与前一码元初相的相位差）。例如：若码元为1，则本码元载波相位对于前一码元相位移动π；若码元为0，则本码元载波相位与前一码元相位相同。 由此可见，与绝对相移不同，相对相移中所有相同的相位并不对应相同的码元，码元值要由前后码元相对相位差决定。因此相对相移是利用前后码元载波相位的相对变化来传递信息的，只要前后码元的相对相位关系不破坏，则鉴别这个相位关系就可正确恢复数字信息，从而避免了相位模糊问题 (1) 波形 t 载波 1 0 0 1 1 0 t 2DPSK 初始相位 2DPSK规则：若码元为1，则其载波相位对于前一码元相位移动π；若码元为0，则其载波相位与前一码元相位相同。 5.2 二进制相对相移2DPSK 5.2 二进制相对