通信原理電子教案參考模板

1、問題討論1：談?wù)剬νㄐ诺恼J(rèn)識。如：你見到過或接觸的與通信相關(guān)的內(nèi)容有些什么？列舉一些通信的實例?？梢缘贸?#224;通信的概念：克服距離上的障礙，交換和傳遞信息，將信息從發(fā)送者傳送到接收者的整個過程。問題討論2：通信原理應(yīng)該解決通信過程中的哪些問題？你對什么技術(shù)最感興趣？你想要的通信方式是怎樣的？ 通信原理的授課內(nèi)容：調(diào)制技術(shù)、模擬信號數(shù)字化技術(shù)；數(shù)字基帶傳輸技術(shù)；數(shù)字頻帶傳輸技術(shù)；復(fù)用技術(shù)與同步原理；差錯控制技術(shù)等。通信技術(shù)的發(fā)展：電報、無線電、電話、電視(模擬)、數(shù)字通信技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星通信、光纖通信等 。通信的基本知識：、消息：被傳輸?shù)奈淖帧⒎?、?shù)據(jù)和語音、活動圖片等，是信息的載

2、體。、信號：指消息的電量形式，與消息是一一對應(yīng)的?；鶐盘枺盒旁窗l(fā)出的未經(jīng)調(diào)制的信號。頻帶信號：經(jīng)過調(diào)制具有較高頻率的信號。、信息：是事物的狀態(tài)及其隨時間發(fā)生的變化反映。指消息中的有效內(nèi)容，可以用量化的形式來表示，它與消息出現(xiàn)的概率密切相關(guān)。通信系統(tǒng)的組成及分類通信系統(tǒng)的一般模型、信息源實際上是一個轉(zhuǎn)換設(shè)備，它將消息轉(zhuǎn)換成原始的電信號。可分為：模擬信源和數(shù)字信源。、發(fā)送設(shè)備的基本功能是將信息源產(chǎn)生的消息信號轉(zhuǎn)換成適合信道中傳輸?shù)男盘?，即完成信息源與信道的匹配功能。模擬通信系統(tǒng)通過調(diào)制將信號進行頻譜搬移，數(shù)字通信系統(tǒng)采用抽樣編碼、擾碼、調(diào)制等方式進行匹配。1 / 90、信道是指傳輸信息的通道，即

3、信號傳輸?shù)拿浇??？煞譃橛芯€信道和無線信道。、接收設(shè)備主要完成發(fā)送設(shè)備的反變換功能，如解調(diào)、譯碼等。接收設(shè)備是從帶有干擾的接收信號中正確分離出相應(yīng)的原始電信號，因而接收設(shè)備的質(zhì)量將直接決定通信的質(zhì)量。、收信者也叫信宿，它將原始的電信號恢復(fù)成相應(yīng)的消息。調(diào)制及調(diào)制的目的、模擬通信系統(tǒng)發(fā)送設(shè)備的核心是調(diào)制器。原始信號大都屬于基帶信號范疇，如話音信號：3003400z，圖像信號06MHz。這些信號不適合在信道中直接傳輸，要經(jīng)過調(diào)制。、調(diào)制：發(fā)送設(shè)備的核心是調(diào)制器，就是用基帶信號m(t)去控制載波c(t)的某個參數(shù)，使這個參數(shù)隨調(diào)制信號m(t)的規(guī)律成比例變化。、調(diào)制的目的提高信號頻率以便天線輻射改變信

4、號占用帶寬實現(xiàn)信道復(fù)用改善系統(tǒng)性能模擬通信系統(tǒng)模型數(shù)字基帶通信模型數(shù)字通信系統(tǒng)模型數(shù)字系統(tǒng)編碼信源編碼和信道編碼信源編碼：實現(xiàn)模擬信號數(shù)字化，數(shù)據(jù)壓縮等信道編碼：使數(shù)字信號與信道傳輸匹配；實現(xiàn)保密通信及差錯控制等。數(shù)字通信系統(tǒng)的主要優(yōu)缺點1、更好的抗失真和干擾的能力2、容易實現(xiàn)，成本低，更具靈活性3、差錯控制編碼4、容易實現(xiàn)保密通信5、更適合數(shù)字業(yè)務(wù)，容易實現(xiàn)多網(wǎng)合一缺點： 數(shù)字信號具有更寬的頻帶 同步設(shè)備復(fù)雜通信系統(tǒng)的分類按照通信的業(yè)務(wù)和用途常規(guī)通信、控制通信按照調(diào)制方式基帶通信、調(diào)制通信按照傳輸信號特征模擬通信、數(shù)字通信按照傳輸信號的復(fù)用方式頻分復(fù)用、時分復(fù)用、碼分復(fù)用按照通信方式單工通信

5、、半雙工通信、全雙工通信按照傳輸媒介有線通信（明線、對稱電纜、同軸電纜）無線通信（微波中繼通信、衛(wèi)星通信、移動通信）按照工作波長長波通信、中波通信、短波通信、微波通信通信系統(tǒng)的常用信道有線信道：同軸電纜、光纖等無線信道：微波通信通信系統(tǒng)的性能度量有效性、可靠性、標(biāo)準(zhǔn)性、經(jīng)濟性、適應(yīng)性、保密性等。有效性與可靠性是主要指標(biāo)。有效性是指在給定信道和時間內(nèi)傳輸信息的多少?？煽啃允峭ㄐ畔到y(tǒng)傳輸信息質(zhì)量上的象征，指的是接 收信息的準(zhǔn)確程度。模擬通信中，有效性與可靠性由傳輸帶寬和信噪比保證。數(shù)字通信中，有效性與可靠性由傳輸速率和誤碼率、誤比特率保證。數(shù)字通信的傳輸速率碼元：攜帶消息的信號單元，通常

6、是多元數(shù)碼，也可以是二元數(shù)碼。碼元傳輸速率Rs：單位時間內(nèi)傳輸?shù)拇a元個數(shù)，單位為波特(Baud)。信息傳輸速率Rb：單位時間內(nèi)傳輸?shù)男畔⒘?或者是比特數(shù))，單位是比特/秒,bit/s,bps。1個N進制碼元，用二元碼表示應(yīng)有多少比特(bit)？Rb=Rs.log2N bit/s例1-1：已知某八進制數(shù)字傳輸系統(tǒng)，發(fā)送端在3秒鐘內(nèi)共發(fā)送9600個碼元。計算該系統(tǒng)的碼元傳輸速率和信息傳輸速率。誤碼率Pb與誤比特率Pe 誤碼率Pb與誤比特率Pe的關(guān)系：當(dāng)二元碼傳輸時，兩者相等，其它情況下, 其中為進制數(shù)。例1-2: 已知某四進制數(shù)字傳輸系統(tǒng)，其信息傳輸速率為2400bit/s，接收端在一小時內(nèi)共接收

7、到216個錯誤碼元，計算該系統(tǒng)的誤碼率和誤比特率。頻帶利用率h：單位頻帶內(nèi)的碼元傳輸速率，單位為波特/赫茲（Baud/Hz）,顯然系統(tǒng)的頻帶利用率越高，則系統(tǒng)的有效性越好。例1-3: 在強噪聲干擾環(huán)境下，某電臺在5分鐘內(nèi)共接收到正確的比特數(shù)為355Mbit，假設(shè)系統(tǒng)的信息速率為1200Kbps。（1）系統(tǒng)的誤比特率。（2）若具體指出系統(tǒng)所傳輸?shù)臄?shù)字信號為四進制，試求信息傳輸速率和碼元傳輸速率。信息量和熵信息量：信息多少的量度。1928年R.V.L.哈特萊首先提出信息定量化的初步設(shè)想，他將消息數(shù)的對數(shù)定義為信息量。信源熵：信源各個離散消息的信息量的數(shù)學(xué)期望（即概率加權(quán)的統(tǒng)計平均值）信源熵的單位是

8、 Bit/sign。哈特萊信息度量關(guān)系若以2為底時單位是“比特”（bit ）若以e為底時單位是“奈特”（nat）若以10為底時單位是“哈特”（Hart ）例2-1: 已知某離散信源由A、B、C、D四個符號組成，其發(fā)送概率分別為 符號 ABCD概率1/41/81/21/8若每個符號的出現(xiàn)都是統(tǒng)計獨立的。求傳送“BABCCDBDCBBAAB”所包含的信息量。離散信源的熵離散信源的熵即指離散信源的平均信息量。例2-2：求上例離散信源的熵。最大離散熵定理當(dāng)且僅當(dāng)各消息出現(xiàn)概率相等時，信道容量指信道在無差錯傳輸信息時的最大信息傳輸速率。它反映了信道的傳輸能力。香農(nóng)定理，C:信道容量(bit/s) B：傳

9、輸帶寬 S/N：信噪比香農(nóng)公式的重要結(jié)論1、當(dāng)信道的傳輸帶寬一定時，接收端的信噪比越大，其系統(tǒng)的信道容量越大。當(dāng)噪聲功率趨近0時，信道容量趨近無窮。2、當(dāng)接收端的信噪比一定時，信道的傳輸帶寬越大，其系統(tǒng)的信道容量也越大。當(dāng)信道帶寬趨于無窮時，信道容量并不趨于無窮，而是趨于一個固定值。3、當(dāng)信道容量一定時，信道帶寬與信噪比可以互換。比如，可以通過增加系統(tǒng)的傳輸帶寬來降低接收機對信噪比的要求，即以犧牲系統(tǒng)的有效性來換取系統(tǒng)的可靠性，這也正是擴頻通信的理論基礎(chǔ)。例2-3：例：已知彩色電視圖像由500000個像素組成，設(shè)每個像素有64種彩色度，每種彩色度有16個亮度等級。如果所有彩色度和亮度等級的組合

10、機會均等，并統(tǒng)計獨立。 計算： 1）每秒傳送100個畫面所需的信道容量。 2）若接收機的信噪比為30dB，則所需的傳輸帶寬為多少。例.如果一個由字母A B C D組成的字，將每個字母用兩位二進制脈沖編碼，其中00代表A，01代表B，10代表C，11代表D，每位寬度為5ms。（1）當(dāng)不同的字母等概出現(xiàn)時，計算傳輸?shù)钠骄畔⑺俾?。?）若每個字母出現(xiàn)的概率分別為PA=1/5,PB=1/4,PC=1/4,PD=3/10,計算傳輸?shù)男畔⑺俾?。?在強噪聲干擾環(huán)境下，某電臺在5分鐘內(nèi)共接收到正確的比特數(shù)為355Mbit，假設(shè)系統(tǒng)的信息速率為1200Kbps。（1）系統(tǒng)的誤比特率。（2）若具體指出系統(tǒng)所傳

11、輸?shù)臄?shù)字信號為四進制，試求信息傳輸速率和碼元傳輸速率。例.某信息源包含X Y Z W四個符號，這四個符號出現(xiàn)的概率相等，傳輸時采用二進制進行，已知信息傳輸速率為1Mbps。（1）碼元傳輸速率（2）該信息源工作一小時后發(fā)出的信息量調(diào)制的概念 用基帶信號(調(diào)制信號)去控制載波的某一個參數(shù)，使這個參數(shù)隨調(diào)制信號的規(guī)律成比例的變化。經(jīng)過調(diào)制以后的信號稱為已調(diào)信號。調(diào)制的目的及功能 1、利于信號輻射：通過調(diào)制技術(shù)將低通型的信息信號的頻譜搬移到較高的頻率上，從而進行有效的輻射。、實現(xiàn)信道復(fù)用和頻率分配：調(diào)制可以實現(xiàn)多個信號在同一個信道中同時傳輸，以提高信道頻帶的利用率。 、提高抗干擾性：信息傳輸系統(tǒng)抗干擾

12、的能力是衡量系統(tǒng)性能優(yōu)劣的一個重要標(biāo)準(zhǔn)，選擇合適的調(diào)制方式，可以改進系統(tǒng)的抗干擾能力。調(diào)制的分類1.按調(diào)制信號不同來劃分：模擬調(diào)制：調(diào)制信號是連續(xù)變化的模擬量。數(shù)字調(diào)制：調(diào)制信號是離散的數(shù)字量2.按載波信號不同劃分：連續(xù)波調(diào)制：載波信號是連續(xù)波形。脈沖調(diào)制： 載波信號是脈沖波形。3.按調(diào)制實現(xiàn)的功能不同來劃分：幅度調(diào)制：載波信號的幅度隨調(diào)制信號線性變化的調(diào)制。頻率調(diào)制：載波信號的頻率隨調(diào)制信號線性變化的調(diào)制。相位調(diào)制：載波信號的相位隨調(diào)制信號線性變化的調(diào)制。4.按調(diào)制器的傳輸函數(shù)來劃分：線性調(diào)制：已調(diào)信號的頻譜與輸入調(diào)制信號的頻譜之間是線性搬移非線性調(diào)制：已調(diào)信號頻譜與輸入調(diào)制信號的頻譜之間是

13、非線性搬移 幅度調(diào)制(連續(xù)波模擬調(diào)制)，它屬于線性調(diào)制。模擬調(diào)制的分類常規(guī)雙邊帶調(diào)幅(AM)一 、調(diào)幅信號的時間表示及產(chǎn)生如果輸出已調(diào)信號的幅度與輸入調(diào)制信號是線性對應(yīng)關(guān)系，或者說載波的幅度在平均值處隨調(diào)制信號線性變化，且載波是單頻余弦信號時，就稱為常規(guī)雙邊帶調(diào)幅(標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅)。從時間波形上可以看出，要使AM信號的波形與輸入信號成比例變化，應(yīng)該滿足：這時已調(diào)信號的包絡(luò)與調(diào)制信號成線性關(guān)系，如果不滿足這個條件，則將出現(xiàn)過調(diào)制現(xiàn)象，已調(diào)波就會出現(xiàn)失真。過調(diào)制如果A0不夠大，已調(diào)信號的包絡(luò)不一定與f(t)成正比，這樣無法采用包絡(luò)檢波的方法檢出其包絡(luò)，無法無失真地恢復(fù)消息信號f (t)。此時已調(diào)信號的包

14、絡(luò)與調(diào)制信號之間已無線性的對應(yīng)關(guān)系，包絡(luò)與調(diào)制信號相比，出現(xiàn)了嚴(yán)重的失真，通常稱這種現(xiàn)象為過調(diào)制。二、AM信號的頻譜，已調(diào)信號的帶寬是基帶信號帶寬的兩倍。由于已調(diào)信號的頻譜只是把基帶信號的頻譜搬移到了處,而沒有產(chǎn)生新的頻譜成分，因此標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅屬于線性調(diào)制。 單頻調(diào)制 其中：，常規(guī)雙邊帶調(diào)幅的特點已調(diào)信號的包絡(luò)與調(diào)制信號成線性關(guān)系(正比)。已調(diào)信號的頻譜中，在載波處有兩個沖激，但不攜帶調(diào)制信號信息，且需要消耗大量功率。已調(diào)信號頻譜中具有兩個上下對稱的邊帶分量，所以已調(diào)信號的傳輸帶寬是調(diào)制信號帶寬的兩倍。抑制載波雙邊帶調(diào)幅(DSB-SC)雙邊帶調(diào)制的時間表示式已調(diào)信號的頻譜為雙邊帶調(diào)制信號的頻譜是基

15、帶信號的線性搬移，它也是線性調(diào)制DSB的特點已調(diào)信號的包絡(luò)與調(diào)制信號不再呈線性關(guān)系，已調(diào)信號中無直流功率。已調(diào)信號頻譜中具有兩個上下對稱的邊帶。已調(diào)信號的帶寬是調(diào)制信號帶寬的兩倍。調(diào)制效率AM調(diào)幅信號的功率分配。 AM調(diào)幅調(diào)制效率: 已調(diào)信號的平均功率是由載波功率和邊帶功率兩部分組成，由于只有邊帶功率才與調(diào)制信號有關(guān)，因此定義邊帶功率(Pf)與總功率(Pc+Pf )之比為調(diào)制效率。, 對于單頻信號：對于單頻信號剛好發(fā)生過調(diào)制的臨界狀態(tài)時，即調(diào)幅指數(shù)(AM ) 為1時，調(diào)制效率最大，這時，調(diào)制效率為1/3。在各種調(diào)制信號中，調(diào)制效率最大的是方波調(diào)制信號，調(diào)制效率可達到1/2。由此可以看出在標(biāo)準(zhǔn)調(diào)

16、幅信號中載波分量不攜帶信息，且占據(jù)了大部分功率，而真正攜帶信息的邊帶分量卻只占據(jù)小部分功率。標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅的調(diào)制效率較低，是一個重大缺點。DSB的調(diào)制效率: , 單邊帶調(diào)幅(SSB)由于雙邊帶信號的上下邊帶是完全相同的，它們所攜帶的信息相同，完全可以用一個邊帶來傳輸全部信息，這種調(diào)制方式除了節(jié)省載波功率，可以節(jié)省一半傳輸頻帶。單邊帶調(diào)幅(SSB)原理框圖：濾波器特性濾波法形成SSB信號的主要缺點：要求濾波器的特性十分接近理想特性，即在處應(yīng)具有銳截止特性。一般調(diào)制信號都具有豐富的低頻成分,經(jīng)調(diào)制后得到的DSB信號的上、下邊帶之間的間隔很窄,這就要求單邊帶濾波器具有陡峭的截止特性,才能有效地抑制無用的另

17、一個邊帶。實際濾波器從通帶到阻帶總有一個過渡帶(圖3-11，理想濾波器過渡帶為0)，這就使濾波器的設(shè)計和制作很困難,有時甚至難以實現(xiàn)。為此, 在工程中往往采用多級調(diào)制濾波的方法。多級調(diào)制法實現(xiàn)單邊帶調(diào)制：先在低載頻處產(chǎn)生單邊帶信號，然后通過多級變頻搬移到更高的載頻處。多級調(diào)制中的歸一化過渡帶值，其中為濾波器的過渡帶寬，為載波頻率設(shè)模擬調(diào)制信號的頻帶范圍為(fL,fH), 濾波器的歸一化過渡帶值為 ，采用單邊帶調(diào)制后第一級載頻為fc1,。第n級為fcn,其中易知過渡帶值最大允許值為2fL。，例: 某單邊帶調(diào)制要求載頻為100MHz,調(diào)制信號頻帶為3003000Hz， 采用三級調(diào)制實現(xiàn).例: 已知

18、話音信號頻率范圍為(300，3400)HZ，現(xiàn)在要求用濾波法將其調(diào)制到40MHz的載波頻段上，濾波器的歸一化過濾帶值為0.01，試給出調(diào)制方案。相移法產(chǎn)生單邊帶信號設(shè)單頻調(diào)制信號：載波信號：希爾伯特變換：上式中可以看作是相移 ,而幅度大小保持不變的結(jié)果。把這一相移過程稱為希爾伯特變換,記為 “”。則有，上式可以改寫為任意一個基帶波形總可以表示成許多正弦信號之和。因此,把上述表述方法運用到任一調(diào)制基帶信號,可用n個余弦信號之和來表示,即。就可以得到調(diào)制信號為任意信號的SSB信號的時域表示式:，式中,“”號表示上邊帶,“”號表示下邊帶。移相法實現(xiàn)單邊帶調(diào)制如下圖：單邊帶調(diào)制系統(tǒng)的特點已調(diào)信號中無載

19、波分量；已調(diào)信號頻譜中只有一個邊帶分量；已調(diào)信號的帶寬與調(diào)制信號帶寬相等；采用濾波法實現(xiàn)單邊帶調(diào)制時，濾波器的設(shè)計難度大；采用移相法實現(xiàn)時其移相網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計難度較大。幅度調(diào)制信號的非相干解調(diào)一 包絡(luò)檢波器工作原理: 假設(shè)檢波二極管是理想的，即在正向?qū)〞r阻抗為零，反向截止時阻抗為無限大，信號源內(nèi)阻為。當(dāng)輸入信號電壓為正半周期時，電容充電，充電時間常數(shù)為，它應(yīng)遠遠小于載波周期，即，這種條件下，電容很快充電到信號的峰值電壓；當(dāng)信號負(fù)半周期時，二極管截止，電容通過電阻放電，要求常數(shù)很大，即，使電容很快又開始充電，迅速達到信號峰值電壓處，這樣就得到鋸齒電壓波形，它非常接近于輸入信號得包絡(luò)，經(jīng)過低通濾波和

20、隔直流后，便可獲得完成解調(diào)。由于只有AM信號的包絡(luò)與調(diào)制信號呈線性對應(yīng)關(guān)系，因此包絡(luò)檢波器只適用于AM信號的解調(diào)。幅度調(diào)制信號的相干解調(diào)在接收端，將已調(diào)信號與本地載波相乘(同步檢測)，并通過低通濾波器，恢復(fù)出調(diào)制信號，叫相干解調(diào)(同步檢波)。 對于AM信號 經(jīng)低通和隔直流后得對于DSB信號對于SSB信號結(jié)論：只要本地參考載波與收到信號載波完全同步(同頻，同相)，就可無失真地恢復(fù)出信息信號。例：已知線性調(diào)制信號表達式為(1) (2) ，式中，。試分別畫出它們的波形圖和頻譜圖。例：已知某已調(diào)信號的表達式為（1）請說明該系統(tǒng)的調(diào)制方式，并畫出調(diào)制原理框圖（2）畫出已調(diào)信號的頻譜結(jié)構(gòu)（3）設(shè)計一個解調(diào)

21、器對該信號進行解調(diào)例：已知某模擬信號頻率范圍為（500，4200HZ），如果采用單邊帶方式調(diào)制到80MHZ的載波上，假設(shè)濾波器的歸一化過度帶寬為0.01,請給出調(diào)制方案。例：設(shè)某信道具有均勻的雙邊噪聲功率譜密度W/HZ ，若采用DSB方式傳送，載波頻率為100KHZ ，調(diào)制信號帶寬為5KHZ ，已調(diào)信號功率為10KW，傳輸損耗為10dB，接收端進行解調(diào)前，先通過一個理想帶通濾波器。（1）該理想帶通濾波器應(yīng)該具有怎樣的傳輸特性（2）該系統(tǒng)的信道容量使高頻載波的頻率或相位按調(diào)制信號的規(guī)律變化而振幅保持恒定的調(diào)制方式，稱為頻率調(diào)制（FM）和相位調(diào)制(PM)， 分別簡稱為調(diào)頻和調(diào)相。因為頻率或相位的變

22、化都可以看成是載波角度的變化，故調(diào)頻和調(diào)相又統(tǒng)稱為角度調(diào)制。角度調(diào)制與線性調(diào)制不同，已調(diào)信號頻譜不再是原調(diào)制信號頻譜的線性搬移，而是頻譜的非線性變換，會產(chǎn)生與頻譜搬移不同的新的頻率成分，故又稱為非線性調(diào)制。由于頻率和相位之間存在微分與積分的關(guān)系，故調(diào)頻與調(diào)相之間存在密切的關(guān)系，即調(diào)頻必調(diào)相，調(diào)相必調(diào)頻。角度調(diào)制的基本概念角度調(diào)制信號的表達式瞬時相位 瞬時角頻率 瞬時相位偏移 瞬時角頻率偏移 相位調(diào)制，是指瞬時相位偏移隨調(diào)制信號f(t)而線性變化。，其中為相位靈敏度系數(shù)。頻率調(diào)制，是指瞬時頻率偏移隨調(diào)制信號f(t)而線性變化。，其中為頻率靈敏度系數(shù)。單音調(diào)頻信號調(diào)制信號已調(diào)信號其中，為調(diào)頻指數(shù)瞬

23、時角頻率瞬時角頻偏最大瞬時角頻偏瞬時相位瞬時相偏最大瞬時相偏單音調(diào)相信號調(diào)制信號已調(diào)信號其中，為調(diào)相指數(shù)瞬時相位瞬時相偏最大瞬時相偏瞬時角頻率瞬時角頻偏最大瞬時角頻偏調(diào)相與調(diào)頻的比較在相位調(diào)制中，載波相位隨著調(diào)制信號線性地變化，而頻率調(diào)制中，載波頻率隨著調(diào)制信號線性地變化。 若將調(diào)制信號先積分，再對載波進行相位調(diào)制，即可得到頻率調(diào)制信號；反之，如果對調(diào)制信號先微分后再對載波進行頻率調(diào)制，就得到相位調(diào)制信號。僅從已調(diào)信號的波形是無法區(qū)分二者的關(guān)系。窄帶調(diào)頻與寬帶調(diào)頻當(dāng)最大相位偏移及相應(yīng)的最大頻率偏移較小時，即一般認(rèn)為滿足，時，信號占據(jù)帶寬窄，屬于窄帶調(diào)頻（NBFM）。反之，是寬帶調(diào)頻（WBFM）

24、。調(diào)頻信號的產(chǎn)生與解調(diào)直接法和間接法（1） 直接法。直接法就是用調(diào)制信號直接控制振蕩器的頻率，使其按調(diào)制信號的規(guī)律線性變化。振蕩頻率由外部電壓控制的振蕩器叫做壓控振蕩器（VCO）。每個壓控振蕩器自身就是一個FM調(diào)制器，因為它的振蕩頻率正比于輸入控制電壓，i(t)=0+Kfm(t)若用調(diào)制信號作控制信號，就能產(chǎn)生FM波。 直接法的主要優(yōu)點：在實現(xiàn)線性調(diào)頻的要求下，可以獲得較大的頻偏。缺點是頻率穩(wěn)定度不高，往往需要附加穩(wěn)頻電路來穩(wěn)定中心頻率。（2） 間接法(倍頻法)。間接法是先對調(diào)制信號積分后對載波進行相位調(diào)制，從而產(chǎn)生窄帶調(diào)頻信號(NBFM)。然后，利用倍頻器把NBFM變換成寬帶調(diào)頻信號(WBF

25、M)。調(diào)頻信號的解調(diào)非相干解調(diào)當(dāng)輸入調(diào)頻信號為這是一個幅度、 頻率均含調(diào)制信息的調(diào)幅調(diào)頻信號， 用包絡(luò)檢波器將其幅度變化取出，并濾去直流后可得調(diào)制信號。相干解調(diào)設(shè)窄帶調(diào)頻信號為，近似有相干載波則相乘器的輸出為則輸出為模擬調(diào)制系統(tǒng)的性能比較調(diào)制方式傳輸帶寬 設(shè)備復(fù)雜度 主要應(yīng)用 AM較?。赫{(diào)制器簡單，解調(diào)器采用包絡(luò)檢波，也很簡單 中短波無線電廣播 DSB-SC中等：調(diào)制器簡單，但要同時傳送DSB小導(dǎo)頻信號，解調(diào)器要采用相干解調(diào)，需要同步信號 點對點的專用通信；低帶寬信號的多路復(fù)用 SSB較大：調(diào)制器較復(fù)雜，涉及高性能的濾波或者移相，解調(diào)器采用相干解調(diào)，需要同步信號 短波無線電廣播；話音通信，話音

26、頻分多路通信 FM中等：調(diào)制器較復(fù)雜，解調(diào)器簡單 微波中繼、超短波小功率電臺（窄帶）；衛(wèi)星通信、調(diào)頻立體聲廣播（寬帶） 數(shù)字化目的：使模擬信號能在數(shù)字信道中傳輸數(shù)字化方法抽樣：信號自變量的離散化量化：信號幅值的離散化編碼: 將離散化的信號變成數(shù)字信號抽樣過程理論上：抽樣過程 = 周期沖激序列 × 模擬信號實際上：抽樣過程 = 周期性窄脈沖 × 模擬信號低通模擬信號的抽樣低通抽樣定理設(shè)一個帶寬有限模擬信號 f(t) 的最高頻率為 fH ，若抽樣頻率 fs 2 fH ，則可以由其抽樣信號序列 fk (t) 無失真地恢復(fù)原始信號 f(t) 。說明設(shè)信號 f(t) 的頻譜為 F(

27、f ) 。若 F( fH ) = 0，則 fs 2 fH ；若 F( fH ) 0 ，則 fs > 2 fH 。奈奎斯特頻率fs = 2 fH 稱為奈奎斯特頻率。抽樣過程的時域描述設(shè) f(t) 為模擬低通信號，dT (t) 為周期性抽樣沖激序列，T 為抽樣周期，抽樣過程可描述為 抽樣過程的頻域描述設(shè) f(t) 的頻譜密度為 F( ) ，以及，抽樣過程的波形和頻譜按抽樣定理，已抽樣信號的頻譜就是將低通信號的頻譜延f的正負(fù)方向以fs為周期進行重復(fù)。頻譜混疊為什么會頻譜混疊？抽樣頻率 fs < 2 fH。帶通模擬信號的抽樣帶通信號：設(shè)信號頻譜的高端截止頻率為 fH，低端截止頻率為 fL，

28、帶寬 B。對帶通信號進行抽樣時是否仍可以用低通信信號抽樣定理？設(shè)帶通模擬信號 f (t) 的高端截止頻率為 fH ，低端截止頻率為 fL ，則抽樣頻率為，時，則可以由抽樣信號序列 fk (t) 無失真地恢復(fù)原始信號 f(t) 。式中，B = fH fL ，fH / B = n + k，n 為不超過 fH / B 的最大整數(shù)，0 k < 1。已抽樣帶通信號的頻譜，是分別將抽樣信號f(t)的頻譜(正負(fù)方向的兩部分)每隔fs周期性地重復(fù)。例4-1:已知話音信號的頻率范圍為3003400Hz，若將該話音信號進行數(shù)字化傳輸，求不失真的最低抽樣頻率。實際抽樣過程:自然抽樣實際抽樣過程:平頂抽樣抽樣信

29、號的量化量化的目的：將抽樣信號數(shù)字化。量化的方法：將抽樣值f(nTs) 用n位二進制碼元表示，則只能表示L= 2n個不同的抽樣值。共有L個離散電平，它們稱為量化電平。用這L個量化電平表示連續(xù)抽樣值的方法稱為量化。量化有均勻量化和非均勻量化兩種。均勻量化設(shè)：模擬抽樣信號的取值范圍：ab，量化電平數(shù) L則均勻量化時的量化間隔為：量化區(qū)間的端點為：量化誤差(噪聲)|量化輸出電平-量化前信號的抽樣值|信號量噪比信號功率與量化噪聲之比（簡稱信號量噪比） 均勻量化的量化噪聲設(shè)量化器的量化范圍為(-V，+V)，量化電平數(shù)為L，當(dāng)輸入信號不過載時，有量化噪聲為對于單頻正弦信號，經(jīng)過抽樣以后進行均勻量化，則可以

30、計算出量化器的輸出信噪比為。令，則有，兩邊取對數(shù)有當(dāng)，時，這時對應(yīng)量化器滿載時正弦波的最大信噪比均勻量化存在的問題1、當(dāng)輸入大信號時所產(chǎn)生的量化信噪比高，而當(dāng)輸入小信號時所產(chǎn)生的信號噪比低，不利于小信號的量化編碼。2、較寬動態(tài)范圍的量化器需要較高的編碼效率，將會導(dǎo)致信號帶寬的增加。因此，均勻量化主要用于統(tǒng)計特性分布均勻的信號，對于小信號出現(xiàn)概率大的信號不適宜。例4-2:例4-3:非均勻量化非均勻量化的目的:增加小信號時的信號量化信噪比，同時盡可能減少量化器的分層數(shù)。非均勻量的基本思路 對幅度比較小的信號，采用較小的量化間隔；對幅度較大的信號，則采用較大的量化間隔。非均勻量化的方法 先對信號作非

31、線性變換(用一個非線性電路將輸入電壓 x 變換成輸出電壓 y = f (x)，然后進行均勻量化； 壓縮器和擴張器壓縮器是對小信號進行放大，對大信號進行壓縮。而擴張器是對小信號進行壓縮，對大信號進行放大。壓縮器特性是小信號時斜率大于1，大信號時斜率小于1(見下頁圖)。如果將縱坐標(biāo)均勻分級，由于壓縮的原因，結(jié)果反映到輸入信號就成了非均勻量化。因此對經(jīng)過壓縮器處理后的信號進行均勻量化，就等效為對抽樣信號進行非均勻量化。A律壓縮特性曲線如下圖：, 壓縮系數(shù) A 的性質(zhì)， A = 1 時無壓縮，A越大壓縮效果越明顯，國際標(biāo)準(zhǔn)取 A = 87.6。13折線壓縮特性 A律的近似圖中x在01區(qū)間中分為不均勻的

32、8段。1/2至1間的線段稱為第8段；1/4至1/2間稱為第7段；1/8至1/4間稱為第6段；依此類推，直到0至1/128間的線段稱為第1段?？v坐標(biāo)y則均勻地劃分作8段。將這8段相應(yīng)的座標(biāo)點(x, y)相連，就得到了一條折線。除第1和2段外，其他各段折線的斜率都不相同：折線段號:1 2 3 4 5 6 7 8斜 率:16 16 8 4 2 1 ½ ¼對交流信號，正負(fù)第1和2段斜率相同，故共有13段折線。率壓縮 = 0 時無壓縮， 越大壓縮效果越明顯，國際標(biāo)準(zhǔn)取 = 25513折線法和15折線法比較比較13折線特性和15折線特性的第一段斜率可知，15折線特性第一段的斜率（255

33、/8）大約是13折線特性第一段斜率（16）的兩倍。所以，15折線特性給出的小信號的信號量噪比約是13折線特性的兩倍。但是，對于大信號而言，15折線特性給出的信號量噪比要比13折線特性時稍差。在A律中A值等于87.6；但是在µ律中，相當(dāng)A值等于94.18。A值越大，在大電壓段曲線的斜率越小，即信號量化信噪比越差。編 碼：脈沖調(diào)制：PAM,PDM,PPMPCM脈沖編碼調(diào)制: 利用一組二進制數(shù)字碼來代替連續(xù)信號的抽樣值，是一種典型的語音信號數(shù)字化的波形編碼方式。PCM的碼型選擇: 主要有自然二進制碼、折疊二進制碼和格雷碼。1、自然二進制碼將量化電平序號看作十進制正整數(shù)，然后轉(zhuǎn)化為二進制數(shù)的

34、編碼。它簡單、易記，但不如折疊二進制碼方便。2、折疊二進制碼除最高位以外，折疊二進制碼的上下兩部分呈倒影關(guān)系。幅度大小按自然二進制碼編碼。只要正、負(fù)信號絕對值相同，就可以進行相同的編碼。折疊二進制碼的兩個優(yōu)點：對雙極性信號，用最高位表示極性以后，可用單極性信號編碼方法，簡化過程；在傳輸過程中，出現(xiàn)誤碼時，對小信號影響小。因此在PCM中廣泛采用折疊二進制編碼。3、格雷二進制碼任何相鄰的碼組只有一位不同，但格雷碼的編碼電路復(fù)雜。例：設(shè) A 律13折線編碼器的輸入范圍為 (5V, +5V)，輸入抽樣脈沖幅度為 1.5V。1、求經(jīng)過壓縮器輸出的樣值脈沖的歸一化值y為多少？2、對y的每一段再進行16級均

35、勻量化，則量化結(jié)果y=？用二進制編碼表示，并且第1位表示極性，編碼器的輸出結(jié)果為多少？A 律13折線編碼規(guī)則：每一抽樣量化值采用8bit進行編碼。極性碼c11 表示正極性，0 表示負(fù)極性。段落碼 c2 c3 c4表示信號絕對值所處 8 個段落中的某一個。段內(nèi)碼 c5 c6c7 c8表示任一段內(nèi)的 16 個量化電平值。編碼步驟1、確定極性碼。2、根據(jù)段落的起點電平，確定量化值所在段落。3、確定段內(nèi)量化電平。各段量化間隔不同，在歸一化條件下，最小量化間隔為。例4-4 已知某歸一化抽樣值Is=-357，按照A律13折線將此抽樣值編為8位碼，寫出編碼過程。逐次比較型編碼逐次比較法也叫中值比較法，其方法

36、為：1、從除極性位以外的最高位開始，以中間段落的起始電平值為權(quán)值進行比較，量化電平大于該權(quán)值時該位取1，小于取0；2、編碼下一位，以前一次的比較結(jié)果選擇另外的中間段落起始電平值為權(quán)值比較(前位為1時，取后半段中間段落起點，反之取前半段中間段落起點)；3、如此反復(fù)直到最后1位。例：用逐次比較法做例4-4差分脈沖編碼調(diào)制(DPCM)目的：在不降低信號質(zhì)量的前提下，降低數(shù)字語音信號的傳輸速率。原理：經(jīng)過抽樣的語音信號，各抽樣之間存在著相關(guān)性。于是可以由前面的抽樣值預(yù)測當(dāng)前的抽樣值；預(yù)測必然會有誤差，對實際值與預(yù)測值之差值進行編碼。由于差值的功率比信號功率小得多，所以對差值編碼所需的位數(shù)也可以顯著減少

37、。增量調(diào)制(DM)在 DPCM 基礎(chǔ)上，當(dāng)信號的抽樣頻率提高，相鄰抽樣之間的相關(guān)性增加，差值信號功率減小，編碼位數(shù)也隨之減少。當(dāng)僅使用一位編碼表示差值時，這一編碼方法稱為增量調(diào)制。當(dāng)差值為正時，編碼為 1；當(dāng)差值為負(fù)時，編碼為 0。量化噪聲一般量化噪聲，量化誤差引起的隨機噪聲；斜率過載噪聲，量化臺階跟不上模擬信號的變化率，也稱過載量化噪聲。量化器的最大跟蹤斜率課堂練習(xí)1.已知均勻量化器的量化范圍為(-12,+12V),量化電平數(shù)為32個,輸入正弦信號時,其振幅為5V.求該量化器的信噪比?2.已知某音頻信號f(t)的頻譜結(jié)構(gòu)如下圖所示。(1)若將f(t)采用數(shù)字通信系統(tǒng)進行傳輸，則數(shù)字化后不失真

38、的最小抽樣頻率為多少？(2)若對f(t)采用PCM進行傳輸，其中在K時刻的抽樣值為7861（其中21，12048），求編碼器輸出的8位傳輸碼組。3.已知某信號為，抽樣頻率。求（1）抽樣信號的頻譜圖。（2）接收端為了無失真恢復(fù)信號，則選取的濾波器的特性參數(shù)為多少？（3）無失真恢復(fù)的最低抽樣頻率為多少？4、采用13折線A律編碼，設(shè)最小量化間隔為1個單位，已知抽樣脈沖值為+635單位。試按逐位比較法寫出此時編碼器輸出碼組，并計算量化誤差。數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)：不使用調(diào)制和解調(diào)裝置而直接傳輸數(shù)字基帶信號的系統(tǒng)。數(shù)字頻帶傳輸方式：將“1”、“0” 對應(yīng)為適當(dāng)?shù)妮d波的振幅，頻率，相位等狀態(tài)。傳輸碼型設(shè)計的原則

39、、對于基帶傳輸信道低端受限的系統(tǒng)，傳輸碼的頻譜中低頻成份應(yīng)盡量少，同時不能包含直流成份。否則可能造成信號嚴(yán)重畸變。、碼型變換過程中對任何信源應(yīng)具有透明性。即不同信源所產(chǎn)生的原始基帶信號通過相同的碼型變換后都能適合信道傳輸，碼型設(shè)計要與信源的統(tǒng)計特性無關(guān)。、碼型變換后便于接收端提取位定時等同步信息。、為了提高傳輸?shù)目煽啃?，碼型變換后應(yīng)自身具有糾檢錯能力。、為了節(jié)省傳輸帶寬和防止串?dāng)_的發(fā)生，碼型變換后應(yīng)盡量減少基帶信號頻譜中的高頻成份。、碼型變換的編譯碼設(shè)備應(yīng)盡可能簡單。單極性碼不歸零“1”，“0”分別對應(yīng)正電壓和零電位，或負(fù)電壓和零電位。不歸0是指傳輸波形中一個碼元周期內(nèi)的高電平持續(xù)時間為碼元周

40、期。缺點：有直流成分，低頻傳輸特性比較差；特點：簡單、傳輸性能差，只適用于短距離傳輸。雙極性碼不歸零“1”，“0”分別對應(yīng)正電位和負(fù)電位。與單極性相比的優(yōu)點：統(tǒng)計平均來看，“1”，“0” 各占一半時無直流分量；接受時判決電平為“0”，容易設(shè)置并且穩(wěn)定，抗干擾能力強；可以在電纜等無接地的傳輸線上傳輸。缺點： “1”，“0”不等概時，仍有直流成分。單極性歸零碼在傳送 “1” 碼時發(fā)送一個寬度小于碼元持續(xù)時間的歸零脈沖；在傳送“0”碼時不發(fā)送脈沖。雙極性歸零碼原理與單極性歸零碼相同，“1”，“0”在傳輸線路上分別用正和負(fù)脈沖表示。差分碼利用前后碼元電平的相對極性變化來傳送信息相對碼?！?”差分碼：用

41、前后碼元極性的改變表示“0”，不變表示“1”?！?”差分碼：用前后碼元極性的改變表示“1”，不變表示“0”。交替極性碼（AMI)又稱：雙極方式碼、平衡對稱碼、傳輸交替反轉(zhuǎn)碼 偽三元碼為單極性碼的變形，把單極方式中的“0”仍然和零電平對應(yīng)，而“1”碼發(fā)送極性交替的正負(fù)電平。優(yōu)點： 在“0”，“1”碼不等概條件下也無直流成分，零頻附近低頻分量??；即使接受到的碼元極性與發(fā)送端完全相反也能正確判決；只要進行全波整流就可以變成單極性碼，如果交替極性碼是歸零的，變?yōu)閱螛O性碼之后就何以提取同步信號。缺點：連“0”碼多時提取信號困難。三階高密度雙極性碼（HDB3)碼先將消息變成AMI碼，然后檢查AMI的連“0

42、”情況，當(dāng)無三個以上連零串時，這時的AMI碼就是HDB3碼。當(dāng)出現(xiàn)4個或4個以上連“0”串時，則將每4個連“0”小段的第四個“0”碼變成“1”碼。這個“0”碼改變來的“1”碼稱為破壞脈沖，用符號V表示，而原來二進制碼元系列中所有的1碼稱為信碼，用符號B表示。如下例：編碼原則：(1)、B碼和V碼都應(yīng)該保持極性交替的變化規(guī)律，使編好的碼中無直流成分。(2)、V碼必須和前一個碼（信碼B)同極性，以便和正常的AMI碼區(qū)別開來。當(dāng)相鄰V之間有偶數(shù)個非“0”碼元時，應(yīng)在4個連零碼的第一個零碼位置上加一個與V碼同極性的補信碼，用符號B表示。此時B碼和B碼合起來保持條件（1）中信碼極性交替變化的規(guī)律。譯碼原則

43、：由兩個相鄰的同極性碼找出V碼，即同極性碼中的后面那個碼就是V碼。由V碼向前數(shù)的第三個碼如果不是0碼，就表明它是補信碼B。把V碼和B碼去掉后，留下的全是信碼，全波整流后就得到單極性碼。數(shù)字雙向相碼（曼切斯特碼）每個碼元用兩個連續(xù)極性相反的脈沖表示。如: “0” 碼用正、負(fù)脈沖表示(10)；“1”碼用負(fù)、正脈沖表示(01)。主要優(yōu)點：無論信號的統(tǒng)計關(guān)系如何，均完全消除直流分量，且每個碼元間隔的中心部分都存在電平的跳變，有利于接收端提取同步定時信息。密勒碼又稱為延遲調(diào)制碼。 “1”碼用10、01表示，單0在碼元周期內(nèi)不跳變，連0時在前一個0結(jié)束時出現(xiàn)電平跳變?；鶐鬏斉c碼間干擾再生判決原理如下圖：

44、 基帶系統(tǒng)傳遞函數(shù)模型見下圖：接收信號，判決變量，右邊第一項為有用信號，第二項為碼間干擾，第三項為隨機噪聲。接收濾波器作用：限制傳輸信道引入噪聲；與發(fā)送濾波器共同得到所需形狀的基帶信號波形若想消除碼間串?dāng)_，應(yīng)有無碼間干擾的基帶傳輸判斷步驟：1、找區(qū)間(-/Ts, /Ts);2、其它用2 /Ts分段；3、各段移位到第1區(qū)間疊加，看是否為一常數(shù)。例5-1:具有理想低通傳輸特性的系統(tǒng)符合無碼間干擾的傳輸條件，但實際中難以實現(xiàn)。時域系統(tǒng)的波形，其“尾巴”衰減慢，因而為了防止抽樣過程產(chǎn)生碼間干擾，對定時精度要求高。系統(tǒng)的頻帶利用率較高，,其中。升余弦系統(tǒng)符合無碼間干擾的傳輸條件，具有滾降（將理想低通函數(shù)

45、進行關(guān)于截止頻率點奇對稱圓滑，稱為滾降）特性，實際中容易實現(xiàn)。時域 系統(tǒng)的波形在兩個抽樣點之間要過一次零點，因而“尾巴”衰減快，可以降低對定時精度的影響。系統(tǒng)的頻帶利用率較低，。問題的提出：如何做到以下幾點高的頻譜利用率（2Baud/Hz)滾降特性波形尾巴衰減快，對定時精度要求低奈奎斯特第二準(zhǔn)則部分響應(yīng)波形有控制地在某些碼元的抽樣時刻引入碼間干擾，而在其它碼元的抽樣時刻無碼間干擾，能夠使頻帶利用率達到理論最大值，同時降低對定時精度要求。第一類部分響應(yīng)系統(tǒng) 第一類部分響應(yīng)系統(tǒng)是兩個相隔一個碼元間隔Ts的 Sa(t/Ts)的合成波形, 波形尾巴剛好正負(fù)相反，利用這個特性構(gòu)成尾巴衰減很快的脈沖波形。

46、系統(tǒng)的帶寬: ，頻帶利用率: 取樣值與輸入碼元關(guān)系：，恢復(fù)方法：傳輸錯誤的情況預(yù)編碼系統(tǒng)(第一類部分響應(yīng)系統(tǒng)) 當(dāng)采用二進制單極性碼時Ø 部分響應(yīng)系統(tǒng)的一般形式 部分響應(yīng)系統(tǒng)的傳輸波形一般可表示成N個相隔Ts的 Sa(pt/Ts)波形之和，其數(shù)學(xué)表達式為: Ø 接收端恢復(fù)信息碼元的過程：設(shè)輸入為L進制單極性碼元，預(yù)編碼器完成如下運算 ： ,輸出端對輸出波形進行取樣得到： ,兩邊進行模L加法得： Ø 第四類部分響應(yīng)系統(tǒng)部分響應(yīng)系統(tǒng)帶來的好處是減小碼間干擾和提高了頻帶利用率，其代價是要求發(fā)送信號的功率增加。這是因為當(dāng)輸入數(shù)據(jù)為L進制時（L個電平），部分響應(yīng)系統(tǒng)在接收端

47、的取樣值的電平數(shù)要超過L個。因此，在同樣輸入信噪比條件下，部分響應(yīng)系統(tǒng)的抗噪聲性能將比0類響應(yīng)系統(tǒng)的要差。這是獲取部分響應(yīng)系統(tǒng)優(yōu)點所需要付出的代價。Ø 眼 圖 l 最佳抽樣時刻應(yīng)該選在眼睛張開最大的時刻；l 眼圖斜邊的斜率表示了系統(tǒng)對定時抖動的靈敏度，斜邊越陡，系統(tǒng)對定時抖動越敏感；l 眼圖左角或右角陰影部分的水平寬度表示信號零點的變化范圍，通常稱為零點失真量（在許多接收設(shè)備中，定時信息就是通過信號零點位置來提取的，對于這種設(shè)備零點失真量就顯得非常重要）；l 在抽樣時刻，陰影區(qū)的垂直寬度表示最大信號的失真量；l 抽樣時刻上、下兩個陰影區(qū)間隔的一半叫最小噪聲容限，噪聲瞬時值超過它之后就

48、可能發(fā)生誤判；l 眼圖中橫軸對應(yīng)判決門限電平。目的：將數(shù)字基帶信號變成適于信道傳輸?shù)臄?shù)字頻帶信號，用載波調(diào)制方式進行傳輸。 載波選?。焊哳l正弦波。調(diào)制信號：數(shù)字、離散。原理：同于模擬，高頻載波的離散狀態(tài)攜帶信息。數(shù)字調(diào)制可以看成是模擬線性調(diào)制和角調(diào)制的特殊情況。分類：數(shù)字幅度調(diào)制幅度鍵控（ASK）； 數(shù)字頻率調(diào)制頻移鍵控（FSK）； 數(shù)字相位調(diào)制相移鍵控（PSK）。分別對應(yīng)于用正弦波的幅度、頻率和相位來傳遞數(shù)字基帶信號。Ø 二進制數(shù)字幅度調(diào)制調(diào)制信號為二進制數(shù)字信號時，這種調(diào)制稱為二進制數(shù)字調(diào)制。在二進制數(shù)字調(diào)制中，載波的幅度、頻率或相位只有兩種變化狀態(tài)。一般原理與實現(xiàn)方法 數(shù)字幅度

49、調(diào)制又稱幅度鍵控（ASK），二進制幅度鍵控記作2ASK。 1. 定義：2ASK是利用代表數(shù)字信息“0”或“1”的基帶矩形脈沖去鍵控一個連續(xù)的載波，使載波時斷時續(xù)地輸出。有載波輸出時表示發(fā)送“1”，無載波輸出時表示發(fā)送“0”。 OOK 2. 2ASK信號時域表達式： ，其中，s(t)為單極性NRZ矩形脈沖序列， ，3. 2ASK信號的產(chǎn)生方法（調(diào)制方法）模擬法；鍵控法。 問：2ASK調(diào)制屬于DSB調(diào)制？4. 2ASK信號解調(diào)AM ，常用方法主要有兩種：（1）包絡(luò)檢波法：（2）相干檢測法:Ø 二進制數(shù)字頻率調(diào)制調(diào)制原理與實現(xiàn)方法 1.定義: 數(shù)字頻率調(diào)制又稱頻移鍵控（FSK），是用載波的

50、頻率不同來傳送數(shù)字消息，即用所傳送的數(shù)字消息控制載波的頻率。 二進制頻移鍵控記作2FSK，此時 “1” f1 “0” f2 2. 波形與表達式（1）波形: “1” f1 ; “0” f2特點：基帶信號s(t)為單極性NRZ信號； 一路2FSK信號可視為兩路2ASK信號的之合成?。?）時域表達式其中: 基帶信號表達式（單極性NRZ） 3.調(diào)制方法模擬法：如圖a所示。鍵控法：如圖b所示。4. 2FSK信號的實現(xiàn)方法核心思想：一路2FSK視為兩路2ASK信號的合成。Ø 2FSK信號的解調(diào) 相干檢測法：一路2FSK視為兩路2ASK信號的合成。 包絡(luò)檢波法：一路2FSK視為兩路2ASK信號的合

51、成。 鑒 頻 法：模擬法：FM解調(diào)。 過零檢測法：2FSK特有。1.包絡(luò)檢波法問：BPF1、BPF2的帶寬？2. 相干檢測法3. 過零檢測法 常識：單位時間內(nèi)信號經(jīng)過零點的次數(shù)多少，可以用來衡量頻率的高低。 Ø 二進制數(shù)字相位調(diào)制數(shù)字相位調(diào)制又稱相移鍵控（PSK），是利用高頻載波相位的變化來傳送數(shù)字信息的。二進制相移鍵控記作2PSK。根據(jù)載波相位表示數(shù)字信息的方式不同，數(shù)字調(diào)相分為絕對相移（PSK）和相對相移（DPSK）兩種。二進制相移鍵控（2PSK） 1. 一般原理及實現(xiàn)方法（1）定義絕對相移是利用載波的相位（初相）直接表示數(shù)字信號的相移方式。相位選擇原則：易于實現(xiàn)；相位間距盡可能

52、大。二進制相移鍵控中: A方式：0和；B方式： /2和-/2。（2）時域表達式A方式2PSK已調(diào)信號的時域表達式為,其中：與2ASK及2FSK時不同， s(t)為雙極性數(shù)字基帶信號: ,在某一個碼元持續(xù)時間Tb內(nèi)觀察時，有 ,.（3）2PSK信號的波形（4）2PSK信號的調(diào)制方框圖 （a）模擬調(diào)制法，（b）鍵控法就模擬調(diào)制法而言，與產(chǎn)生2ASK信號比較，只是對s(t)要求不同，因此，2PSK信號可以看作是雙極性基帶信號作用下的DSB調(diào)幅信號。（5）2PSK信號的解調(diào)不考慮噪聲時，帶通濾波器輸出可表示為： 相位模糊：相干載波的鎖相環(huán)技術(shù)，它穩(wěn)定工作在n點上，它輸出的載波可能和接收信號載波相同，也可能相差相位。這種相位的不確定性在工程將會影響到數(shù)字信號的正確接收。這種現(xiàn)象叫做相位模糊。Ø 二進制差分相移鍵控（2DPSK）1. 一般原理及實現(xiàn)方法 2DPSK不是利用載波相位的絕對數(shù)值傳送數(shù)字信息，而是用前后碼元的相對載波相位值傳送數(shù)字信息。所謂相對載波相位是指本碼元初相與前一碼元初相