《数字调制解调电路》PPT课件

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1、第7章数字调制解调电路7.1概述7.2二进制振幅键控(ASK)调制与解调7.21ASK调制7.22ASK解调7.3二进制频移键控(FSK)调制与解调7.3.1FSK信号的产生7.3.2FSK信号的解调7.4二进制相位键控(PSK)调制与解调7.4.1绝对调相相对调相7.5多进制数字调制系统7.5.1多进制数字振幅调制(MASK)系统7.5.2多进制数字频率调制(MFSK)系统7.5.3多进制数字相位调制(MPSK)系统7.6正交振幅调制7.6.1信号的产生与解调7.6.28QAM7.6.316QAM7.7其他形式的数字调制7.7.1时频调制(TFSK)

2、7.7.2时频相调制(TFPSK)数据通信是计算机技术和通信技术相结合的产物，是计算机与计算机之间的通信，或终端与计算机之间的通信。数字调制与解调电路是数据通信系统必不可少的重要部件。本章主要介绍幅度调制（ASK）、频率调制（FSK）、相位调制（PSK）、调制与解调电路。内容提要数字信号对载波的调制与模拟信号对载波的调制类似，它同样可以去控制正弦振荡的振幅、频率或相位的变化。但由于数字信号的特点——时间和取值的离散性，使受控参数离散化而出现“开关控制”，称为“键控法”。数字信号对载波振幅调制称为振幅键控，即ASK（Ampl-itude-ShiftKey

3、ing），对载波频率调制称为频移键控，即FSK（Frequency-ShiftKeying），对载波相位调制称为相移键控（即相位键控）PSK（Phase-ShiftKeying）。7.1概述数字信号可以是二进制的，也可以是多进制的。若数字信号u(t)是二进制，则ASK、FSK、PSK实现原理框图及键控信号的输出波形可由图7.1表示。为了进一步提高系统的频带利用率，对于高速数字调制，常采用多幅调制MASK多相调制MPSK等。图7.1二进制数字调制的波形和方框图7.2.1ASK调制ASK有两种实现方法：乘法器实现法和键控法。1.乘法器实现法乘法器实现法的调

4、制方框图如图7.2所示。图7.2(a)为ASK调制器框图，它的输入是随机信息序列，以｛Ak｝所示。经过基带信号形成器，产生波形序列，设形成器的基本波形为g(t)，则波形序列为7.2二进制振幅键控(ASK)调制与解调7.2.1图7.2乘法实现器式中，TB为码元宽度；Ak是第k个输入随机信息。乘法器后的带通滤波器用来滤除高频谐波和低频干扰。带通滤波器的输出就是振幅键控信号，用uASK(t)表示。乘法器常采用环形调制器，如图7.3所示。四只二极管VD1、VD2、VD3、VD4首尾相联构成环形，故得名环形调制器。用于ASK调制的环形调制器，载波应加在1、2端，

5、在5、6端接基带信号，并且基带信号要始终大于或等于零，即5端的电压必须始终高于或等于6端的电压。由于5端的电压始终高于或等于6端的电压，因此二极管VD2、VD4始终截止，在实际电路中VD2、VD4可省去，但环形调制器的四只二极管往往做成组件，因此VD2、VD4仍画在图7.3中。它们的存在对ASK调制没有影响。ASK调制产生的波形如图7.2(b)所示。图7.3环形调制器2.键控法键控法是产生ASK信号的另一种方法。二元制ASK又称为通断控制（OOK）。最典型的实现方法是用一个电键来控制载波振荡器的输出而获得。图7.4所示为该方法的原理框图。为适应自动发送

6、高速数据的要求，键控法中的电键可以利用各种形式的受基带信号控制的电子开关来实现，代替电键产生ASK信号，图7.5所示就是以数字电路实现键控产生ASK信号的实例。该电路是用基带信号控制与非门的开闭，实现ASK调制。图7.4键控法产生ASK信号原理图图7.5数字电路实现ASK调制7.2.2ASK解调振幅键控信号解调有两种方法，即同步解调法和包络解调法。图7.6ASK同步解调方框图1.同步解调同步解调也称相干解调，其方框原理如图7.6所示。图中uASK(t)信号经过带通滤波器抑制来自信道的干扰，相乘器进行频谱反向搬移，以恢复基带信号。低通滤波器用来抑制相乘器

7、产生的高次谐波干扰。解调的相干载波用2cos2πfct，幅度系数2是为了消除推导结果中的系数，对原理没有影响，下面对它的工作原理及解调性能进行分析。⑴发“1”码时的情况发“1”码时，输入的ASK信号为Acos2πfct，它能顺利地通过带通滤波器。n(t)为零均值的高斯白噪声，经过带通滤波器后变为窄带高斯噪声，用ni(t)表示为因此发“1”码时，带通滤波器输出信号为7.2.27.2.3经乘法器后输出为7.2.4经过低通滤波器后，后两项滤除。设输出信号为x(t)，则（x(t)也就是取样判决器的输入信号）7.2.5⑵发“0”时的情况发“0”码时，ASK信号输

8、入为0，噪声仍然存在，此时取样判决器的输入信号x(t)为：x(t)=nc(t)7.2.6x(t