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第5章 频带传输及调制技术 5.0 预备知识 5.1 二进制振幅键控调制（2ASK） 5.2 二进制频率键控调制（2FSK） 5.3 二进制数字相位调制（2PSK） 5.4 多进制调制技术 5.5 现代调制技术 补充知识:滤波器 5.0 预备知识 5.0 预备知识 1.基带传输和频带传输 2.为什么要要把基带信号变成频带信号？ 3.数字调制技术的分类 4.调制理论基础 5.0 预备知识 1. 基带传输和频带传输 当二进制编码的“0”、“1”符号用电脉冲的“正”、“负”表示时，形成的是基带信号，将基带信号直接在信道中传输的方式称为基带传输方式。 把数字信号调制成不同频率的信号，再进行传输的方法称为频带传输。 它是把进行完差错编码后的信号再一次进行编码，我们称之为第4次编码。 第一次：信息→ 数据（A/D） 第二次：数据→ 脉冲信号 第三次：差错编码 第四次：基带信号→ 频带信号 2.为什么要要把基带信号变成频带信号？ 2.为什么要要把基带信号变成频带信号？ （1）基带信号通常含有较低的频率分量。 （2）当信号为连续1(或0)时会有直流成分 产生。 （3）频带信号一般频率较高（例如，1为4800Hz,0为2400Hz），平均功耗为0。 3.数字调制技术的分类 3.数字调制技术的分类 数字幅度调制技术 幅移键控（ASK: Amplitude Shift Keying） 数字频率调制技术 频移键控（FSK: Frequency Shift Keying） 数字相位调制技术 相移键控（PSK: Phase Shift Keying） 4.调制理论基础 4.调制理论基础：傅立叶变换 调制：就是用欲传输的原始信号f(t)去控制高频简谐波或周期性的脉冲信号的某一参量，使它们随f(t)线性变化。 通常把原始信号称为调制信号或基带信号(f(t))； 把高频简谐波或周期性脉冲信号称为载波信号，起着载运原始信号的作用Acos ； 把调制后得到的信号称为已调信号，显然已调信号中携带有原始信号中的信息(s(t))。 调制定理 调制定理：基带信号f(t)和正弦信号cos（w0t）相乘得到已调信号f(t)cos（w0t）的频谱和原始信号f(t)的频谱F(jw)之间有如下关系： 调制定理表明：将基带信号f(t)乘以余弦信号cos（w0t）对应于在频域中把f(t)的频谱F(jw)等分成两部分并把其中一部分沿频率轴右移w0，另一部分左移w0，如图所示： 5.1 二进制振幅键控调制（2ASK） 数字幅度调制：用数字基带信号去控制正弦载波的幅度，使载波信号的幅度随基带信号的变化而变化。 5.1.1 2ASK信号的产生 5.1.2 2ASK信号的解调 5.1.3 2ASK所需带宽 5.1.1 2ASK信号的产生 基带数字信号（单极性非归零矩形脉冲）： 2ASK信号的产生 5.1.1 2ASK信号的产生 2. 2ASK调制方法 (1)乘法器法（图a）：平衡调制器 (2)通断键控方法（图b） ：OOK（On-Off Keying） 5.1.2 2ASK信号的解调 解调：从已调信号中检出调制信号的过程称为解调或检波。 2ASK 信号的解调：即由已调信号?二进制基带信号；解调的方法有相干解调和非相干解调两种方法。 (1)非相干解调方法：包络检波法 包络检波：幅值调制就是让已调信号的幅值随调制信号的值变化，因此调幅信号的包络线形状与调制信号一致。只要能检出调幅信号的包络线即能实现解调。这种方法称为包络检波。 2ASK信号的解调 2ASK信号的解调 相干解调的条件：相干载波发生器产生的本地相干载波要与输入已调信号同频、同相。 5.1.3 2ASK所需带宽 信号的带宽是信号占据的整个频率范围。一个基带信号调制成2ASK信号时，会得到一个由许多简单频率组成的谱系。但是，有意义的频率是fc-0.5Nbaud与fc+0.5Nbaud 之间中间载波频率fc，见图5.5。 对于ASK技术所使用的带宽用下式计算： BW=（1+d）Nbaud (5.12) 其中，BW为带宽，Nbaud为波特率，d是和线路有关的因子，最小值为0。 由此可知，传输ASM信号所需的最小带宽等于波特率。 例5．1求出码元变换速率为400Baud的2ASK半双工系统的最小带宽和信息传输速率是多少？若采用八进制ASK系统，该系统最小带宽和速率又为多少？ 解：在2ASK半双工系统中，一个系统的最小带宽等于其波特率，所以，该信号带宽是400Hz