数字调制和解调课件.ppt

1、第六章第六章 数字调制与解调数字调制与解调数字调制类型：振幅键控（数字调制类型：振幅键控（ASK）移频键控（移频键控（FSK）移相键控（移相键控（PSK）载波信号载波信号:高频正弦波高频正弦波调制信号调制信号:数字基带信号数字基带信号(随机的脉冲序列随机的脉冲序列)6-1 数字调幅（数字调幅（ASK）*6-2 数字调频数字调频(FSK)6-3、数字调相、数字调相6-1 数字调幅（数字调幅（ASK）6-1-1 二进制振幅调制二进制振幅调制(2ASK)6-1-2 2ASK信号的解调信号的解调6-1-3、2ASK信号带宽信号带宽6-1 数字调幅（数字调幅（ASK）6-1-1 二进制振幅调制二进制振幅

2、调制(2ASK)一、工作原理一、工作原理：发送序列发送序列 0 对应概率对应概率 P 1 对应概率对应概率 1-P载波信号载波信号数字基带信号数字基带信号()()km tag tkTkscos()Vtccmco二进制已调信号二进制已调信号 为为AMcmkSCOk(k)cos()Va g tTAM二、二、产生方法产生方法1.模拟幅度调制法模拟幅度调制法2.键控法键控法模拟幅度调制法模拟幅度调制法键控法键控法6-1-2 2ASK信号的解调信号的解调有两种方法：有两种方法：一、非相干解调一、非相干解调(包络检波包络检波)6-1-3、2ASK信号带宽信号带宽2ASK信号带宽是数字基带信号信号带宽是数字

3、基带信号(脉冲波形脉冲波形)带宽的两倍。带宽的两倍。二、相干解调二、相干解调(同步检波同步检波)6-2 数字调频数字调频(FSK)以二进制调频以二进制调频(2FSK)为例为例6-2-1 二进制调频的工作原理二进制调频的工作原理6-2-2 FSK信号产生信号产生6-2-3 FSK信号调解信号调解(a)键控法键控法(b)波形信号波形信号(c)模拟调频法模拟调频法FMkS1kk(k)cos()a g tTtkS2kk(k)cos()a g tTtQ6-2-1 二进制调频的工作原理二进制调频的工作原理6-2-2 FSK信号产生信号产生一、键控法调频产生一、键控法调频产生(以二进制移频键控为例以二进制移

4、频键控为例)一个实际移频调制器一个实际移频调制器二、相位连续的移频键控信号的产生二、相位连续的移频键控信号的产生实际就是相位连续的直接调频，即实际就是相位连续的直接调频，即fFMCmC0cos()d)tVtkm tt6-2-3 FSK信号调解信号调解一、相干和非相干解调一、相干和非相干解调二、差分检波法：二、差分检波法：原理图如下原理图如下将将FSK信号经信号经 移相后的信号，再与原移相后的信号，再与原FSK信号相乘，信号相乘，经低通滤波得经低通滤波得2Cm00(coscossinsin)2V 在在 ，时，即可实现解调时，即可实现解调00 12CC02V 或或2CC02V 三、采用单稳态多谐振

5、荡器法三、采用单稳态多谐振荡器法1.框图框图输出电压为：输出电压为：W0DCW()2tEEEtTDCWEEtf2.鉴频特性：鉴频特性：w12tT时的频率波形时的频率波形由式由式 EDC=E tW f 得鉴频特性得鉴频特性3.实测实测2FSK和解调波形和解调波形4.改进方法改进方法延时线延时线2FSK的解调方法的解调方法6-3、数字调相、数字调相6-3-1 二进制绝对调相二进制绝对调相6-3-2、二进制相对调相二进制相对调相(二进制差分调相二进制差分调相2DPSK)6-3-3、四进制调相、四进制调相(4PSK)二进制绝对调相二进制绝对调相(二相绝对调相二相绝对调相)利用载波不同利用载波不同 位的

6、位的绝对值来传递数字信息。绝对值来传递数字信息。(2BPSK)6-3-1 二进制绝对调相二进制绝对调相BPSKCmCP()sin()tVtk m tCmCksin()Vt 二进制信号二进制信号 的调制时的调制时BPSKCmC()()sintm tVtkSCmCk(K)sina g tTVt()m tkSk()(K)m ta g tT式中式中是双极性基带信号是双极性基带信号结论结论:b)码元为码元为“1”时时vBPSK(t)与调制的载波同相；与调制的载波同相；为为“”时则为反相时则为反相a)二进制绝对调相信号二进制绝对调相信号 可以用相乘器产生可以用相乘器产生一、工作原理：一、工作原理：二、二进

7、制绝对调相的解调二、二进制绝对调相的解调通常可通过通常可通过2ASK解调用得解调用得相干解调相干解调(即同步检波法即同步检波法)方方法实现解调。此方法关键是法实现解调。此方法关键是从接收信号中提取出与原载从接收信号中提取出与原载波严格同步的参考信号。波严格同步的参考信号。绝对调相缺点：绝对调相缺点：同步载波相位不确定，解调出同步载波相位不确定，解调出的码元产生错误。的码元产生错误。6-3-2、二进制相对调相二进制相对调相(二进制差分调相二进制差分调相2DPSK)一、工作原理一、工作原理二、二、2DPSK差分信号产生和解调差分信号产生和解调框图框图各点波形各点波形如下：如下：6-3-3、四进制调

8、相、四进制调相(4PSK)一、四进制调相的原理一、四进制调相的原理二、四相绝对调相二、四相绝对调相(4BPSK)双比特码元双比特码元ak，bk与载波相位的关系如下表所示与载波相位的关系如下表所示双比特码元双比特码元载波相位载波相位akbkA方式方式B方式方式0002251090315111804501270135k1.相位选择法产生相位选择法产生4BPSK信号信号2.调相法产生调相法产生4BPSK信号信号原理图原理图同相码序同相码序mI(t)和正码序和正码序mQ(t)波形波形m(t)依次变换为并行的双依次变换为并行的双极性序列极性序列mI(t)和和mQ(t)约定是相位约定是相位 k_双位码位双

9、位码位()m tI()m tQ()mt与与 ，取值的关系如表取值的关系如表6-2：1101001045135225315 的的取值取值1001 的的取值取值11002222222222222222I()m tI()m tG()mtG()mt()m t绝对四相调相逻辑过程如表绝对四相调相逻辑过程如表6-3：ak1001bk1100I路输出相位路输出相位 0180 1800Q路输出相位路输出相位 9090270 270合成相位合成相位 45135 225 315三、四相相对调相三、四相相对调相(4DPSK)调相法产生调相法产生4DPSK信号信号 ak,bk与载波相位的关系如表所示与载波相位的关系如表所示对比特码元对比特码元载波相位变化载波相位变化akbk00010901118001270k