第五章—数字调制系统.ppt

主要内容 1 数字频带调制概述 2 二进制数字调制原理（ASK、FSK、PSK） 3 二进制数字调制系统的性能分析与比较 4 多进制数字调制方式（QPSK、 QDPSK) 1 数字频带调制概述 数字调制的概念 用二进制（多进制）数字信号作为调制信号，去控制载波某些参量的变化，这种把基带数字信号变换成频带数字信号的过程称为数字调制，反之，称为数字解调。 数字调制的分类 在二进制时分为：振幅键控（ASK）、频移键控（FSK）、相移键控（PSK）。其中，ASK属于线性调制，FSK、PSK属于非线性调制（从频谱图上可看出） 数字调制系统的基本结构 1 数字频带调制概述（续） 2 二进制数字调制原理（ASK、FSK、PSK） 二进制幅移键控(ASK) 二进制频移键控(FSK) 二进制相移键控(PSK) 二进制差分相移键控(DPSK) 2 二进制幅移键控（ASK） ASK信号的产生 一个二进制的ASK信号可视为一个单极性脉冲序列与一个高频载波 的乘积，即ASK的时域表达式为： 2 二进制幅移键控（ASK）（续） ASK信号的功率谱特性 ASK信号的自相关函数为： ASK信号的功率谱密度为 2 二进制幅移键控（ASK）（续） 2 二进制幅移键控（ASK）（续） ASK信号的解调方式 解调也可以分成相干解调与非相干解调两类。简单说，相干解调要求接收端提供相干载波。非相干解调，就是在接收端不需要相干载波，而根据已调信号本身的特点来解调 非相干解调（包络检波法） 2 二进制幅移键控（ASK）（续） 相干解调（同步检测法） 2 二进制频移键控（FSK） FSK信号的产生 设FSK信号具有正交性，则要求 （ 、 分别为传号载频和空号载频） FSK时域表达式为： （注：正交性条件为-两个信号的相关系数 ） 2 二进制频移键控（FSK）（续） FSK信号（相位不连续）的功率谱特性 2FSK调制属于非线性调制，其频谱特性的研究常用把2FSK信号看成是两个2ASK信号相叠加的方法，即 2FSK信号的功率谱密度为 2 二进制频移键控（FSK）（续） 2 二进制频移键控（FSK）（续） FSK信号的解调方式 相干解调（同步检测法） 2 二进制频移键控（FSK）（续） 非相干解调 1、过零检测法 2 二进制频移键控（FSK）（续） 非相干解调 2、差分检波法 差分检波法，或称延迟检波法。输入调频信号分为两路， 一路直接送到平衡调制器（乘法器）上，另一路经过延迟 后送到乘法器，在平衡调制器上将这两个信号作乘积处 理，输出经低通滤波器除去高频部分，即可取出基带信号。 2 二进制频移键控（FSK）（续） 差分检波法的数学证明： 设带通滤波器输入的2FSK信号的表示式为 它与延时 的波形相乘后，为 低通滤波器滤去高频分量后，输出为 适当选择 ，使 则有 ， 故此时有： 当角频偏较小，即 ，则有： 说明：当满足条件 以及 时，输出电压与角频偏成正比，达到了鉴频的目的。 2 二进制相移键控（PSK） PSK信号的产生 一个二进制的PSK信号可视为一个双极性脉冲序列s(t)与一个载波 的乘积，即： 2 二进制相移键控（PSK）（续） PSK信号的产生 数字调相波可以用矢量图表示其相位变化的规则，根据CCITT规定，存在A、B两种表示相位变化的矢量图，如下图所示。图中的虚线表示参考矢量，它代表未调制载波的相位。 2 二进制相移键控（PSK）（续） PSK信号的功率谱特性 2PSK信号的功率谱密度采用与求2ASK信号功率谱密度相同的方法。 PSK信号的功率谱密度为 式中， 为基带信号s(t)的功率谱密度