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无线通信系统中的调制解调基础（一）：AM 和 FM 作者： Ian Poole Adrio Communications Ltd 第一部分解释了调幅（AM）和调频（FM）的基础，并阐述了优点和缺点。第二部分解析 了频移键控（PSK）和正交幅度调制（QAM）。第三部分讨论扩频通信技术，包括被广泛 应用的直接序列扩频通信（DSSS），和正交频分复用（OFDM） 射频信号被用来传递信息，信息有可能是音频，数据或者其他格式，该信息被调制 (modulate)到载波信号上，并通过射频传送到接收器，在接收器端，信息从载波上分离 出来，这个被称为解调（demodulation）。而载波本身并不带有任何信息。 调制方法多种多样，简单的一般有幅度调制，频率调制和相位调制，尽管调频和调相本 质上是相同的。每种调制方法都有其有缺点。了解每种调制方法的基础是很重要的，尽 管大家更为关注的是移动通信系统的调制方法。复习这些简单技术可以让大家对它们的 优缺点有更好的认识。 载波 无线通信的基础是载波，基本的载波如图3-1所示，这个信号在发射器部分产生，并不 带有任何信息，在接收器部分也作为不变的信号出现。 载波信号 调幅 调制最显而易见的的方式就是调幅了，通过调整信号幅度大小传递信息。 最简单的调制是OOK（on–off keying，开关键控），载波以开关的形式传递信息。这 个是数字调制的基础，并用在传递莫斯（Morse）电码上面，莫斯在早期的“无线”应 用上广为采用，通过开或关的长度传递码元。 在音频或其他领域应用更为常见的是，整个信号的幅度通过载波体现，如图3-2，这个 被称为幅度调制（AM）。 AM调制 AM解调音频信号的过程十分简单，只需要一个简单的二极管包络检波电路就可以实现， 如图3-3，在这个电路中二极管只允许无线信号的半波通过，一个电容被作为低通滤波 器来去除信号的高频部分，只留下音频信号。这个信号直接通过放大后输出至扬声器。 该解调电路十分简单和易于实现，在目前的AM收音机接收上面还在广泛采用。 一个简单的二极管检波电路 AM解调过程同样可以用更为有效的同步检波电路实现。如图3-4，射频信号被本地载波 振荡信号混频。该电路的优点是比二极管检波器有更好的线性度，而且对失真和干扰的 抵抗比较好。产生本振信号的方法很多，其中最简单的就是把接收到的无线信号通过高 通滤波器，从而滤掉调制信号保留精确频率和相位的载波，再与无线信号混频滤波就能 得到原始音频信号。 同步AM解调 AM具备实现简单的优势，不过并不是最有效的方式，在频谱利用率和功耗方面均是如此。 因此该方式在通信领域极少采用，一般只在VHF频段空中通信中采用。然而，AM在长、 中、短波广播领域采用较多，因为其低成本和简单性。 为了表明其低效率，我们需要看看AM操作的原理，当一个射频信号被一个音频信号调 制时，波形会改变，在全调制过程中，调制后信号幅度会从零升到最高，而幅度升高到 峰值时会达到载波信号幅度的两倍，这样很容易造成失真因为包络信号不能低于0。因 为这种方法调制深度最大