通信电路(第四版)第9章数字调制与解调电路.ppt

　　（1） 二进制数字基带信号是随机矩形信号， 分析它的频谱以及由它产生的数字已调波信号的频谱应采用功率频谱。 由于单个矩形信号（门函数）的频谱即为其傅氏变换G（f），因此各种数字已调波信号的功率频谱都与G（f）的平方有关，同时还与基带信号中出现高、 低电平的概率有关。 9.6 章 末 小 结 （2） ASK信号、 PSK信号和DPSK信号的功率频谱基本相同， DPFSK信号可以看成是两个ASK信号的叠加。 以上四种调制方式都属于线性调制， 即线性频谱搬移。 所以， 它们的调制一般可以采用相乘法（其中ASK和DPFSK还可以采用通断键控法）， 解调均可采用同步检波法（其中ASK和DPFSK还可以采用包络检波法）。 （3） PSK的最大缺点是容易因载波的“相位模糊”而产生解调出错， 所以很少应用。 采用差分编码的DPSK克服了PSK的这一缺点， 故具有广泛的应用场合。 同样， 在MSK中加入差分编码与解码电路也可以避免因载波的“相位模糊”而产生的判决错误。 （4） CPFSK是一种非线性调制方式， 它的功率频谱比较复杂， 采用模拟调频和鉴频方法可以实现其调制和解调。 MSK是一种两个组成信号分量满足正交条件， 且频差最小的CPFSK， 它的优点是带宽很窄。 可以采用正交调幅和同步检波方式进行MSK信号的调制和解调。 GMSK是MSK的一种改进方式， GMSK信号的功率频谱比MSK信号更加紧凑， 故带宽更窄。 在GSM数字蜂窝移动通信系统中采用了GMSK方式。 （5）PSK信号、DPSK信号和CPFSK（包括MSK、 GMSK）信号中没有载波分量， 所以在同步检波时需要用平方环或科斯塔斯环等方法从接收信号中提取载波。 （6） 对于数字信号的调制和解调来说， 除了采用模拟调制和解调的方法和电路之外， 还可以采用一些特殊的方法和电路。 需要注意的是， 对解调出来的信号进行取样判决或整形在各种数字解调电路中都是不可缺少的。 9.1 已知数字基带信号s(t)=，Ts=10 μs，载波频率fc＝250kHz，试画出相应的ASK信号波形， 并求出相应的带宽。 9.2 已知数字基带信号s(t)=，Ts=45 μs，载波频率fc＝50 kHz，试画出相应的PSK和DPSK信号波形。 若接收端提取的载波产生180°相移，试画出相应的PSK和DPSK信号同步解调后的波形，并求出各自的带宽。 习 题 9.3 对于图9.4.1所示DPFSK信号， 分别采用包络检波、 同步检波和锁相鉴频三种方式进行解调， 试根据图9.4.4画出方框图中相应各点处的波形。 9.4 已知数字基带信号s(t)=｛101011101｝，φ0=0， 先转换成双极性差分信号sd（t）， 然后采用图9.4.8所示MSK调制器进行调制。 试写出对应的信号序列｛bn｝，｛dn｝，｛In｝和｛Qn｝， 相位序列｛φn｝， 频率序列｛fn｝， 并画出附加相位变化轨迹Δθ（t）。 若Ts=62.5 μs， fc＝20 kHz， 画出下列有关波形： 计算出相应的f1、 f2和-3 dB带宽值。 9.5 模拟频率调制和相位调制是非线性调制， 为什么PSK、 DPSK和DPFSK是和ASK一样的线性调制？ 试从时域和频域两个方面加以说明。 （2） 因为bn=±1， 所以在一个码元期间内， 附加相移 是随时间线性增长的， 其增量为 (9.4.12) 当bn=1时，Δθ=π/2； 当bn=-1时， Δθ=-π/2。 　　（3） 从式（9.4.9）和（9.4.11）可以看出， 仅当n为奇数， 且bn≠bn-1时， φn≠φn-1， 才有I n≠I n-1， 即I n才有可能发生变化， 所以I n的变化周期是2Ts或2Ts的整数倍， 且变化时刻t=（2m-1）Ts， m=1， 2， 3，…； 仅当n为偶数， 且bn≠bn-1时， φn=φn-1， 才有Qn≠Qn-1， 即Qn才有可能发生变化， 所以Qn的变化周期也是2Ts或2Ts的整数倍， 且变化时刻t=2mTs， m=1， 2， 3， …。 不过， I n与Qn是否变化， 还取决于bn和φn的值。 根据以上分析， 图9.4.8给出了MSK调制电路的方框图。 其中串/并变换电路是根据bn和φn的值， 在n为奇数和偶数时分别产生In和Qn， 然后分别传达到两条支路上。 n