數(shù)字電視C7PowerPointTemplat課件

數(shù)字電視C7ppt-PowerPointTemplat2024/5/12數(shù)字電視C7pptPowerPointTemplat課程安排1數(shù)字電視概述電視技術(shù)的發(fā)展歷程模擬電視原理數(shù)字電視的發(fā)展2數(shù)字電視基本原理視頻壓縮原理MPEG-2視頻編碼及測(cè)量MPEG-2音頻編碼及測(cè)量MPEG-2系統(tǒng)及其測(cè)量數(shù)字調(diào)制基礎(chǔ)數(shù)字電視的糾錯(cuò)編碼原理3數(shù)字電視相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)DVB-S標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)測(cè)量DVB-C標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)測(cè)量OFDM技術(shù)DVB-T標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)測(cè)量ATSC和ISDB-T標(biāo)準(zhǔn)及其測(cè)量我國(guó)的數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字電視原理與應(yīng)用2數(shù)字電視C7pptPowerPointTemplat數(shù)字電視基本原理視頻壓縮原理——第5章MPEG-2視頻編碼部分及其測(cè)量——第4,6,11章MPEG-2音頻編碼部分及其測(cè)量——第7章MPEG-2系統(tǒng)部分及其測(cè)量——第3,9,10章數(shù)字調(diào)制基礎(chǔ)——第12章數(shù)字電視中的糾錯(cuò)編碼原理——補(bǔ)充數(shù)字電視原理與應(yīng)用3數(shù)字電視C7pptPowerPointTemplat數(shù)字調(diào)制基礎(chǔ)1.概述

2.混頻器3.幅度調(diào)制4.IQ調(diào)制5.IQ解調(diào)6.IQ調(diào)制中Hilbert變換的使用數(shù)字電視原理與應(yīng)用4數(shù)字電視C7pptPowerPointTemplat本章介紹數(shù)字調(diào)制基本方法，是后續(xù)DTV相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)章節(jié)的基礎(chǔ)知識(shí)。被傳輸?shù)男畔⑼ㄟ^改變載波幅度或頻率或相位的方式，叫做調(diào)制。模擬信號(hào)傳輸通常是AM(調(diào)幅)和FM(調(diào)頻)。數(shù)字信號(hào)傳輸早期通常幅移鍵控(ASK)和頻移鍵控(FSK)。如果采用NRZ碼(不歸零碼non-return-to-zero)，ASK方式傳輸一個(gè)10Mbit/s數(shù)據(jù)流需要至少10MHz帶寬。根據(jù)香農(nóng)原理，對(duì)NRZ基帶信號(hào)，帶寬至少為數(shù)據(jù)率的一半。ASK產(chǎn)生兩個(gè)邊帶，得到一個(gè)帶寬為基帶信號(hào)數(shù)據(jù)率的射頻信號(hào)。由于需要進(jìn)行信號(hào)濾波來抑制鄰道干擾，實(shí)際所需帶寬甚至更大。模擬電話帶寬大約3kHz，起初，該信道可得到1200bit/s數(shù)據(jù)率；現(xiàn)在該信道可達(dá)到56kbit/s。我們已習(xí)慣于這種數(shù)據(jù)率的傳真和調(diào)制解調(diào)器。更大的突破只能通過采用現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制方法——IQ調(diào)制。IQ調(diào)制實(shí)際上是幅度調(diào)制的一種。1、概述數(shù)字電視原理與應(yīng)用5數(shù)字電視C7pptPowerPointTemplat我們已知下列調(diào)制方法：幅度調(diào)制頻率調(diào)制相位調(diào)制幅移鍵控(ASK)頻移鍵控(FSK)相移鍵控(PSK)正交調(diào)幅(QAM)幅移和相移鍵控目標(biāo)是降低信號(hào)傳輸帶寬，只能通過現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制方法，使得帶寬<<數(shù)據(jù)率。調(diào)制的缺點(diǎn)：更容易受到噪聲和干擾的影響。1、概述數(shù)字電視原理與應(yīng)用6數(shù)字電視C7pptPowerPointTemplat利用矢量方式來表示正弦信號(hào)：每個(gè)正弦信號(hào)都可以由其幅度和零相位角來準(zhǔn)確描述，另外必須已知頻率。矢量表示中t＝0時(shí)刻的旋轉(zhuǎn)矢量，角度為零相位角，矢量長(zhǎng)度為正弦信號(hào)的幅度。1、概述圖12.1一個(gè)時(shí)域正弦信號(hào)的矢量表示φAtu(t)-1012-2-6-4-20246TA=vectorlengthf=1/TReIm數(shù)字電視原理與應(yīng)用7數(shù)字電視C7pptPowerPointTemplat正弦信號(hào)的獲得：將矢量投影到縱軸(Im)，并記錄矢量頂點(diǎn)相對(duì)時(shí)間的位置。相應(yīng)余弦信號(hào)的獲得：將矢量投影到橫軸(Re)。任意正弦或余弦信號(hào)的獲得：對(duì)具有相同頻率、期望幅度的一個(gè)正弦和一個(gè)余弦信號(hào)的合成。1、概述數(shù)字電視原理與應(yīng)用8數(shù)字電視C7pptPowerPointTemplat數(shù)字調(diào)制基礎(chǔ)1.概述2.混頻器3.幅度調(diào)制4.IQ調(diào)制5.IQ解調(diào)6.IQ調(diào)制中Hilbert變換的使用數(shù)字電視原理與應(yīng)用9數(shù)字電視C7pptPowerPointTemplat2、混頻器Mixer混頻器是構(gòu)成IQ調(diào)制器最重要的電子設(shè)備之一?；祛l器實(shí)際上是一個(gè)乘法器。調(diào)制信號(hào)通常利用載波被轉(zhuǎn)換為IF信號(hào)，結(jié)果得到載波的兩個(gè)邊帶。這種調(diào)制叫做抑制載波的雙邊帶調(diào)幅制。圖中所示混頻器實(shí)際上是由載波控制的一個(gè)雙向開關(guān)，在載頻處變換調(diào)制信號(hào)的極性。對(duì)純正弦調(diào)制信號(hào)，可得到兩個(gè)譜線，分布在載頻兩側(cè)，各自與載頻的距離都是調(diào)制頻率。同時(shí)還產(chǎn)生與載頻距離為載波頻率整數(shù)倍的高次諧波，必須通過低通濾波進(jìn)行抑制。圖12.2Mixer數(shù)字電視原理與應(yīng)用10數(shù)字電視C7pptPowerPointTemplat2、混頻器Mixer圖12.3現(xiàn)代模擬雙平衡混頻器框圖調(diào)制信號(hào)的極性由4PIN二極管來轉(zhuǎn)換載波（LO本地振蕩器）信號(hào)通過一個(gè)射頻變換器耦合輸入，調(diào)制信號(hào)由DC耦合輸入，已調(diào)制信號(hào)通過一個(gè)射頻變換器耦合輸出。目前的混頻器通常由純數(shù)字乘法器的形式來實(shí)現(xiàn)，除了量化噪聲和舍入誤差以外，其他性能良好。模擬混頻器的重要參數(shù)：使用頻率范圍載頻抑制幅度相對(duì)溫度和時(shí)間穩(wěn)定。LORFIF數(shù)字電視原理與應(yīng)用11數(shù)字電視C7pptPowerPointTemplat數(shù)字調(diào)制基礎(chǔ)1.概述2.Mixer3.幅度調(diào)制4.IQ調(diào)制5.IQ解調(diào)6.IQ調(diào)制中Hilbert變換的使用數(shù)字電視原理與應(yīng)用12數(shù)字電視C7pptPowerPointTemplat3、幅度調(diào)制調(diào)幅制的信息包含在載波的幅度中，調(diào)制信號(hào)對(duì)載波的幅度進(jìn)行改變（調(diào)制）。圖12.4是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅器，其載波沒有被抑制：正弦調(diào)制信號(hào)改變載波的幅度，影響載波的包絡(luò)。調(diào)制信號(hào)和載波都是正弦信號(hào)時(shí)，已調(diào)信號(hào)的頻譜在載頻處有一條譜線，另外在載頻兩端距離為調(diào)制頻率處還有兩個(gè)邊帶。例如對(duì)1MHz載頻用1kHz正弦信號(hào)進(jìn)行調(diào)幅，得到已調(diào)信號(hào)的頻譜為：1MHz載頻處的譜線，以及1MHz±1kHz處的兩個(gè)邊帶。此時(shí)帶寬為2kHz。圖12.4標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅器數(shù)字電視原理與應(yīng)用13數(shù)字電視C7pptPowerPointTemplat3、幅度調(diào)制如上所述，混頻器可抑制載頻。如果用混頻器進(jìn)行幅度調(diào)制，而且調(diào)制信號(hào)本身沒有直流分量，則已調(diào)信號(hào)頻譜中沒有載頻分量，只有兩個(gè)邊帶。圖12.5是由雙平衡混頻器實(shí)現(xiàn)的調(diào)幅器，已調(diào)信號(hào)頻譜中除了兩個(gè)邊帶以外，還有載頻整數(shù)倍處的高次諧波邊帶（必須由低通濾波器抑制）。圖12.5也表示了一個(gè)典型的抑制載波時(shí)域調(diào)幅信號(hào)，帶寬與不抑制載頻的標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅器相同。圖12.5抑制載頻調(diào)幅器數(shù)字電視原理與應(yīng)用14數(shù)字電視C7pptPowerPointTemplat數(shù)字調(diào)制基礎(chǔ)1.概述2.Mixer3.幅度調(diào)制4.IQ調(diào)制5.IQ解調(diào)6.IQ調(diào)制中Hilbert變換的使用數(shù)字電視原理與應(yīng)用15數(shù)字電視C7pptPowerPointTemplat彩色電視系統(tǒng)的色度信號(hào)傳輸很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)采用正交調(diào)制或IQ調(diào)制：對(duì)PAL或NTSC，色度信號(hào)包含在色度載波的相位中，色飽和度或彩色亮度包含在色度載波的幅度中；已調(diào)色度載波再疊加到亮度信號(hào)上。已調(diào)色度載波由IQ調(diào)制器或正交調(diào)制器獲得。4、IQ調(diào)制圖12.6IQ調(diào)制器Mapper90data(t)i(t)q(t)IQIO(t)iqmod(t)I：in-phase同相Q：quadraturephase正交相位數(shù)字電視原理與應(yīng)用16數(shù)字電視C7pptPowerPointTemplatIQ調(diào)制器分為I通道和Q通道：I通道混頻器采用0°載波相位Q通道混頻器采用90°載波相位I和Q互相正交矢量圖中，I軸相當(dāng)于實(shí)軸，Q軸相當(dāng)于虛軸。數(shù)字調(diào)制器，在IQ調(diào)制器之前還接一個(gè)變換器mapper，輸入待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流data(t)，輸出i(t)和q(t)信號(hào)分別是I和Q混頻器的調(diào)制信號(hào)，已不是數(shù)據(jù)信號(hào)，而是帶符號(hào)電壓值。如果i(t)＝0，則I混頻器沒有輸出信號(hào)；如果q(t)＝0，則Q混頻器沒有輸出信號(hào)。如果i(t)＝1，則I混頻器輸出固定幅度、0°載波相位的載波信號(hào)；如果q(t)＝1，則Q混頻器輸出固定幅度、90°載波相位的載波信號(hào)；I和Q已調(diào)信號(hào)再由加法器合成。4、IQ調(diào)制Mapper90data(t)i(t)q(t)IQIO(t)iqmod(t)數(shù)字電視原理與應(yīng)用17數(shù)字電視C7pptPowerPointTemplat結(jié)果iqmod(t)是I和Q混頻器輸出信號(hào)之和。如果Q通道沒有輸出，則iqmod(t)相當(dāng)于I通道輸出信號(hào)；反之亦然。由于I和Q通道的輸出信號(hào)是與載波同頻的正弦和余弦信號(hào)，只是幅度不同，則I和Q通道輸出信號(hào)的疊加可輸出一個(gè)不同幅度和相位的正弦信號(hào)iqmod(t)。因此，通過改變控制信號(hào)i(t)和q(t)，可以改變iqmod(t)的幅度和相位。4、IQ調(diào)制Mapper90data(t)i(t)q(t)IQIO(t)iqmod(t)數(shù)字電視原理與應(yīng)用18數(shù)字電視C7pptPowerPointTemplat利用IQ調(diào)制器，可以得到：純調(diào)幅值，純調(diào)相制，混和調(diào)幅調(diào)相制。Iqmod(t)的幅度和相位：Ai是I通道幅度；Aq是Q通道幅度。根據(jù)通常定義，I通道產(chǎn)生余弦分量，Q通道產(chǎn)生正弦分量?？梢岳脷W拉公式。4、IQ調(diào)制Mapper90data(t)i(t)q(t)IQIO(t)iqmod(t)數(shù)字電視原理與應(yīng)用19數(shù)字電視C7pptPowerPointTemplat4、IQ調(diào)制先只看I通道，Q通道的q(t)＝0，不產(chǎn)生輸出信號(hào)：i(t)=±1V（＋1V和－1V交替），此時(shí)載波lo(t)只是在0°和180°相位間轉(zhuǎn)換;通過改變I(t)的幅度，可以改變輸出信號(hào)iqmod(t)的幅度。對(duì)矢量圖而言，矢量從0°和180°之間變換，長(zhǎng)度也發(fā)生變化；如果只有i(t)存在和變化，則矢量始終在I軸上。圖12.7IQ調(diào)制器，只有I通道Mapper90data(t)i(t)＋/-1q(t)IQIO(t)iqmod(t)00QI數(shù)字電視原理與應(yīng)用20數(shù)字電視C7pptPowerPointTemplat4、IQ調(diào)制再假設(shè)i(t)=0,只有q(t)產(chǎn)生輸出信號(hào)：q(t)=±1V（＋1V和－1V交替），此時(shí)iqmod(t)相當(dāng)于Q通道混頻器輸出信號(hào)，I通道沒有輸出。Iqmod(t)是一個(gè)正弦信號(hào)，相位90°和270°通過改變q(t)的幅度可以改變iqmod(t)的幅度。矢量圖中矢量沿Q軸在90°和270°之間變換，長(zhǎng)度也發(fā)生變化。圖12.8IQ調(diào)制器，只有Q通道QIMapper90data(t)i(t)q(t)IQIO(t)iqmod(t)0+/-1數(shù)字電視原理與應(yīng)用21數(shù)字電視C7pptPowerPointTemplat4、IQ調(diào)制再同時(shí)改變i(t)和q(t)，假設(shè)i(t)＝q(t)＝±1V：I和Q通道的調(diào)制輸出相加，因此載波可以在45°，135°，225°和315°之間變換。叫做正交相移鍵控QPSK。如果i(t)和q(t)任意取值，則iqmod(t)可以得到任意幅度和相位。圖12.9IQ調(diào)制器，I和Q通道都有Mapper90data(t)i(t)q(t)IQIO(t)iqmod(t)+/-1+/-1QIQPSK數(shù)字電視原理與應(yīng)用22數(shù)字電視C7pptPowerPointTemplat4、IQ調(diào)制輸入數(shù)據(jù)流data(t)通過mapper產(chǎn)生I通道和Q通道的兩個(gè)調(diào)制信號(hào)i(t)和q(t)。Mapping表指定了data(t)如何產(chǎn)生i(t)和q(t)信號(hào)。對(duì)QPSK，mapping表中有兩個(gè)bit（bit0和bit1）合成dibit，來控制i(t)和q(t)信號(hào)的生成。dibit為10，對(duì)應(yīng)輸出i(t)=-1V,q(t)=-1Vdibit為11，對(duì)應(yīng)輸出i(t)=+1V,q(t)=-1V圖12.10IQ調(diào)制器Mapper90data(t)i(t)q(t)IQIO(t)iqmod(t)+/-1+/-1數(shù)字電視原理與應(yīng)用23數(shù)字電視C7pptPowerPointTemplat4、IQ調(diào)制圖12.10IQ調(diào)制器LOBWffSpectrumBit1Bit0IQ00+1+101-1+110-1-111+1-1Mapper90data(t)i(t)q(t)IQIO(t)iqmod(t)+/-1+/-1QPSKQI00011011數(shù)字電視原理與應(yīng)用24數(shù)字電視C7pptPowerPointTemplat4、IQ調(diào)制關(guān)鍵是調(diào)制器和解調(diào)器必須采用相同的mapping表。Mapper以后，碼率降為一半：QPSK每個(gè)狀態(tài)可以傳送兩個(gè)bit，兩個(gè)bit合成一個(gè)dibit來定義mapper輸出信號(hào)i(t)和q(t)。此時(shí)i(t)和q(t)的碼率是data(t)的一半。i(t)和q(t)來調(diào)制載波，對(duì)QPSK，只是改變載波的相位。iqmod(t)相位的四個(gè)可能取值：45°，135°，225°和315°，信息就包含在載波相位中?？梢园凑蛰斎氪a率一半的速率來切換載波相位。此時(shí)所需信道帶寬可以降低一半。載波或矢量保持某個(gè)相位的時(shí)間（符號(hào)持續(xù)時(shí)間）稱為“符號(hào)”符號(hào)持續(xù)時(shí)間的倒數(shù)即符號(hào)速率。所需帶寬相應(yīng)于符號(hào)速率。與簡(jiǎn)單的位傳輸相比，帶寬容量擴(kuò)大了一倍，得到了額外的帶寬。數(shù)字電視原理與應(yīng)用25數(shù)字電視C7pptPowerPointTemplat4、IQ調(diào)制圖12.11IQ調(diào)制器Qt實(shí)際上在QPSK之外，還使用了高階調(diào)制方法同時(shí)改變幅度和相位，得到16QAM(quadratureamplitudemodulation)：信息包含在幅度和相位中。Mapper中有4個(gè)bit合成，一個(gè)載波能攜帶4bit，有16種可能的載波輸出。Mapper后的碼率或符號(hào)速率是輸入碼率的1/4，所需信道帶寬減少到1/4。16QAMQPSKQtφAti(t)-1012-2-6-4-20246data(t)Mapper90i(t)q(t)IQIO(t)iqmod(t)+/-1+/-1數(shù)字電視原理與應(yīng)用26數(shù)字電視C7pptPowerPointTemplat4、IQ調(diào)制通常矢量圖中只表示矢量的終點(diǎn)，所有可能矢量位置集合的矢量圖稱為星座圖。下圖是實(shí)際QPSK,16QAM和64QAM信號(hào)的星座圖，受到噪聲影響，圖中也顯示了demapper的判別門限。每個(gè)符號(hào)傳輸?shù)腷it數(shù)是log2N，（N是星座圖中的元素的個(gè)數(shù)）QPSK(2bitpersymbol),16QAM(4bitpersymbol)64QAM(6bitpersymbol)數(shù)字電視原理與應(yīng)用27數(shù)字電視C7pptPowerPointTemplat4、IQ調(diào)制圖12.13時(shí)域中IQ調(diào)制圖12.13（QPSK）給出了原始數(shù)據(jù)流data(t)，結(jié)果載波矢量分布，以及時(shí)域中的鍵控載波信號(hào)iqmod(t)。每個(gè)切換狀態(tài)叫做一個(gè)符號(hào)。每個(gè)切換狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間叫做符號(hào)持續(xù)時(shí)間。符號(hào)持續(xù)時(shí)間的倒數(shù)是符號(hào)速率。0110110001-1-1+1+1-1+1-1-1+1+1符號(hào)寬度constellationq(t)i(t)data(t)數(shù)字電視原理與應(yīng)用28數(shù)字電視C7pptPowerPointTemplat數(shù)字調(diào)制基礎(chǔ)1.概述2.Mixer3.幅度調(diào)制4.IQ調(diào)制5.IQ解調(diào)6.IQ調(diào)制中Hilbert變換的使用數(shù)字電視原理與應(yīng)用29數(shù)字電視C7pptPowerPointTemplat5、IQ解調(diào)數(shù)字已調(diào)信號(hào)iqmod(t)同時(shí)送入I混頻器（0°載頻相位）和Q混頻器（90°載頻相位）。圖12.14IQ解調(diào)器90De-mapperdata(t)i(t)q(t)IQIO(t)iqmod(t)

CarrierandClockRecoverySymbolClock數(shù)字電視原理與應(yīng)用30數(shù)字電視C7pptPowerPointTemplat5、IQ解調(diào)同時(shí)，載波和符號(hào)時(shí)鐘由信號(hào)處理模塊恢復(fù)。為恢復(fù)載波，輸入信號(hào)iqmod(t)經(jīng)過兩次平方，可以由一個(gè)帶通濾波器濾出四倍載頻處的譜線。時(shí)鐘發(fā)生器利用鎖相環(huán)鎖定到該頻率。為確定符號(hào)中點(diǎn)，還必須恢復(fù)符號(hào)時(shí)鐘。通過IQ混頻器可獲得基帶信號(hào)i(t)和q(t)，在信號(hào)送入demapper以前，需要利用一個(gè)低通濾波器來消除疊加到這些信號(hào)上的載波諧波。Demapper是mapping的逆過程，對(duì)基帶信號(hào)i(t)和q(t)在符號(hào)中點(diǎn)采樣來恢復(fù)數(shù)據(jù)流data(t)。數(shù)字電視原理與應(yīng)用31數(shù)字電視C7pptPowerPointTemplat5、IQ解調(diào)第一行信號(hào)表示輸入數(shù)據(jù)data(t)第二、三行表示調(diào)制端信號(hào)i(t)和q(t)第四、五行表示調(diào)整器中I/Q混頻器輸出的電壓值I(t)和Q(t)第六行表示iqmod(t)，符號(hào)間的相位變化明顯可見，幅度不變(QPSK)最后一行表示iqmod(t)相應(yīng)的星座圖第七、八行表示解調(diào)端數(shù)字恢復(fù)信號(hào)i(t)和q(t)，可見在基帶信號(hào)上還包含兩倍載頻。在demapping之前，必須由低通濾波器來抑制I/Q兩通道的二倍頻。模擬混頻器中也要由低通濾波器來濾除疊加的諧波。data(t)i(t)q(t)I(t)Q(t)iqmod(t)i(t)demod.q(t)demod.Const.diagram(t)圖12.15時(shí)域中IQ調(diào)制和解調(diào)數(shù)字電視原理與應(yīng)用32數(shù)字電視C7pptPowerPointTemplat5、IQ解調(diào)——fs/4方法解調(diào)器經(jīng)常采用fs/4方法，是低復(fù)雜度的IQ解碼器。圖12.16采用fs/4方法的IQ解調(diào)器圖12.18時(shí)域fs/4解調(diào)法已調(diào)信號(hào)iqmod(t)通過一個(gè)抗混淆低通濾波器，然后用一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行采樣，采樣頻率為4fIF，fIF為已調(diào)信號(hào)iqmod(t)的載波。一個(gè)完整的載波周期采樣四次。DelayIQiqmod(t)-1/+1+1/-1FIRInter-polationi(t)q(t)ADfs/2fs=4*fIF數(shù)字電視原理與應(yīng)用33數(shù)字電視C7pptPowerPointTemplat如果A/D轉(zhuǎn)換器時(shí)鐘與載頻時(shí)鐘完全同步，則旋轉(zhuǎn)載波矢量的精確采樣時(shí)刻見圖。A/D轉(zhuǎn)換器之后，有一個(gè)開關(guān)將數(shù)據(jù)流分成兩個(gè)碼率降為一半的碼流。例如奇數(shù)采樣點(diǎn)送入I通道，偶數(shù)采樣點(diǎn)送入Q通道；每隔一個(gè)采樣點(diǎn)才會(huì)送入I或Q通道，這樣兩個(gè)通道的速率都降為一半。兩個(gè)通道中的乘法器只進(jìn)行符號(hào)翻轉(zhuǎn)，對(duì)采樣點(diǎn)交替乘以＋1和－1。5、IQ解調(diào)——fs/4方法圖12.17fs/4方法IFfIQ數(shù)字電視原理與應(yīng)用34數(shù)字電視C7pptPowerPointTemplat5、IQ解調(diào)——fs/4方法fs/4方法的原理：如果A/D轉(zhuǎn)換器保持精確四倍載頻4fIF，并且A/D轉(zhuǎn)換器時(shí)鐘與載波時(shí)鐘完全同步，則采樣值交替相應(yīng)于I和Q值。I和Q通道每隔一個(gè)采樣值是負(fù)號(hào)，必須乘以－1?；鶐盘?hào)i(t)和q(t)可以很容易恢復(fù)。由于i(t)和q(t)信號(hào)在每個(gè)符號(hào)變換后必須固定下來，固定的過程通過A/D轉(zhuǎn)換器后的開關(guān)要延遲半個(gè)時(shí)鐘周期，所以信號(hào)必須利用數(shù)字濾波器滯后來達(dá)到同步：信號(hào)q(t)進(jìn)行插值（求兩個(gè)采樣值之間的值），插值利用FIR（finiteimpulseresponsefilter）濾波器實(shí)現(xiàn)。每個(gè)數(shù)字濾波器都有一個(gè)基本延遲，必須對(duì)另一通道引入相應(yīng)的延遲來進(jìn)行補(bǔ)償，因此對(duì)I通道引入一個(gè)延遲線。在FIR濾波器和延遲線之后，可以得到被采樣的同步的i(t)和q(t)信號(hào)，送入demapper。數(shù)字電視原理與應(yīng)用35數(shù)字電視C7pptPowerPointTemplat5、IQ解調(diào)——fs/4方法fs/4方法復(fù)雜度低，實(shí)際應(yīng)用廣泛。對(duì)OFDM(orthogonalfrequencydivisionmultiplex正交頻分復(fù)用)調(diào)制信號(hào)，fs/4電路直接加在FFT信號(hào)處理模塊之前。許多現(xiàn)代數(shù)字電路都支持fs/4解調(diào)方法。數(shù)字電視原理與應(yīng)用36數(shù)字電視C7pptPowerPointTemplat數(shù)字調(diào)制基礎(chǔ)1.概述2.Mixer3.幅度調(diào)制4.IQ調(diào)制5.IQ解調(diào)6.IQ調(diào)制中Hilbert變換的使用數(shù)字電視原理與應(yīng)用37數(shù)字電視C7pptPowerPointTemplat6、IQ調(diào)制中Hilbert變換的使用Hilbert變換對(duì)某些數(shù)字調(diào)制方法，如OFDM和8VSB(ATSC)，非常重要。先討論正弦和余弦信號(hào)：t＝0時(shí)刻，正弦信號(hào)值為0，余弦信號(hào)值為1。正弦信號(hào)相對(duì)余弦信號(hào)移位90°，后面將看到正弦信號(hào)正是余弦信號(hào)的Hilbert變換。數(shù)字電視原理與應(yīng)用38數(shù)字電視C7pptPowerPointTemplat6、IQ調(diào)制中Hilbert變換的使用為理解Hilbert變換，基于正弦和余弦函數(shù)，做一些重要定義：余弦函數(shù)是偶函數(shù)，關(guān)于t＝0對(duì)稱，cos(x)=cos(-x)正弦函數(shù)是奇函數(shù)，關(guān)于t＝0反對(duì)稱，sin(x)=-sin(-x)余弦信號(hào)的頻譜（其傅立葉變換）是純實(shí)數(shù)，關(guān)于f＝0對(duì)稱，虛部為0正弦信號(hào)的頻譜是純虛數(shù)，關(guān)于f＝0反對(duì)稱，實(shí)部為0圖12.19正弦和余弦函數(shù)的頻譜Re(f)fRe(f)Im(f)Im(f)fffCosineSine數(shù)字電視原理與應(yīng)用39數(shù)字電視C7pptPowerPointTemplat6、IQ調(diào)制中Hilbert變換的使用對(duì)所有實(shí)的時(shí)域信號(hào)，實(shí)部的頻譜（Re(f)）都關(guān)于f＝0對(duì)稱，虛部頻譜（Im(f)）都關(guān)于f＝0反對(duì)稱。任意實(shí)時(shí)域信號(hào)可以表示成傅立葉級(jí)數(shù)，即信號(hào)的正弦和余弦各次諧波的疊加。余弦函數(shù)是偶函數(shù)，正弦函數(shù)是奇函數(shù)。因此，上述單個(gè)正弦和單個(gè)余弦函數(shù)的特性也適應(yīng)于多個(gè)正弦函數(shù)和余弦函數(shù)的和函數(shù)。圖12.20實(shí)時(shí)域信號(hào)的頻譜Re(f)fIm(f)f數(shù)字電視原理與應(yīng)用40數(shù)字電視C7pptPowerPointTemplat6、IQ調(diào)制中Hilbert變換的使用Hilbert變換信號(hào)處理模塊的特性：其主要目的是將正弦信號(hào)移相90°，即余弦信號(hào)被轉(zhuǎn)換成正弦信號(hào)，而正弦信號(hào)被轉(zhuǎn)換成負(fù)余弦信號(hào)。幅度保持不變。這些特性適應(yīng)于任意類型正弦信號(hào)，如任何幅度、頻率和相位的正弦信號(hào)。因此也適應(yīng)于任意類型時(shí)域信號(hào)的各次諧波。這些特性是由Hilbert變換的轉(zhuǎn)移函數(shù)帶來的，實(shí)際上只是利用了上述奇偶時(shí)域信號(hào)的對(duì)稱性。圖12.21Hilbert變換的轉(zhuǎn)移函數(shù)H(ω)ωj-j數(shù)字電視原理與應(yīng)用41數(shù)字電視C7pptPowerPointTemplat6、IQ調(diào)制中Hilbert變換的使用Hilbert變換的轉(zhuǎn)移函數(shù)：所有負(fù)頻率都乘以j，所有正頻率都乘以－j。j是－1的虛平方根，為正。j2＝－1實(shí)頻譜分量變?yōu)樘摰模擃l譜分量變?yōu)閷?shí)的。乘以j或－j可將頻譜的正負(fù)部分反轉(zhuǎn)。圖12.21Hilbert變換的轉(zhuǎn)移函數(shù)H(ω)ωj-j數(shù)字電視原理與應(yīng)用42數(shù)字電視C7pptPowerPointTemplat6、IQ調(diào)制中Hilbert變換的使用對(duì)一個(gè)余弦信號(hào)做Hilbert變換可得：余弦函數(shù)有關(guān)于0對(duì)稱的實(shí)頻譜。如果頻譜的負(fù)半邊乘以j，對(duì)所有負(fù)頻率可得正虛頻譜。如果頻譜的正半邊乘以－j，對(duì)所有大于0的頻率可得負(fù)虛頻譜。這樣就得到正弦函數(shù)頻譜。類似，對(duì)一個(gè)正弦信號(hào)做Hilbert變換可得：如果正弦頻譜的正虛部乘以j，可得負(fù)實(shí)