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1、关于二进制数字调制与解调原理现在学习的是第1页，共23页第第6章章 数字频带传输系统数字频带传输系统 6.1二进制数字调制与解调原理二进制数字调制与解调原理 6.1.1二进制振幅键控（二进制振幅键控（2ASK） 振幅键控是正弦载波的幅度随数字基带信号而变化的数字调制。当数字基带信号为二进制时，则为二进制振幅键控。 设发送的二进制符号序列由0、1序列组成，发送0符号的概率为P，发送1符号的概率为1-P，且相互独立。该二进制符号序列可表示为现在学习的是第2页，共23页( )()nSns ta g tnT=-其中: 发送概率为P 发送概率为1-P Ts是二进制基带信号时间间隔，g(t)是持续时间为T
2、s的矩形脉冲: 0 TS 其他01na1( )0g t现在学习的是第3页，共23页 则二进制振幅键控信号可表示为2()cosASKnScnea g tnTw t2ASK信号的时间波形e2ASK(t)随二进制基带信号s(t)通断变化，所以又称为通断键控信号（OOK信号）。对2ASK信号也能够采用非相干解调(包络检波法) 和相干解调(同步检测法) 。 现在学习的是第4页，共23页图 6 2 二进制振幅键控信号时间波型载波信号2ASK信号s(t)1011Tb001ttt现在学习的是第5页，共23页图 6-3 二进制振幅键控信号调制器原理框图乘 法 器coscte2ASK(t)(a)cosct开 关
3、电 路s(t)e2ASK(t)(b)s(t)现在学习的是第6页，共23页图 6 4 二进制振幅键控信号解调器原理框图 e2ASK(t)带通滤波器全波整流器低通滤波器抽样判决器输出abcd定时脉冲(a)e2ASK(t)带通滤波器相乘器低通滤波器抽样判决器定时脉冲输出cosct(b)现在学习的是第7页，共23页图 6 - 52ASK信号非相干解调过程的时间波形11100000101abcd现在学习的是第8页，共23页 6.1.2二进制移频键控（二进制移频键控（2FSK） 在二进制数字调制中，若正弦载波的频率随二进制基带信号在f1和f2两个频率点间变化，则产生二进制移频键控信号（2FSK信号）。二进
4、制移频键控信号可以看成是两个不同载波的二进制振幅键控信号的叠加。 若二进制基带信号的1符号对应于载波频率f1，0符号对应于载波频率f2，则二进制移频键控信号的时域表达式为212( )()cos()()cos()FSKnSnnSnnneta g tnTwtb g tnTw tq=-+ F+-+邋现在学习的是第9页，共23页图 6- 6 二进制移频键控信号的时间波形aak1011001ts(t)ts(t)bttcdettfgt2FSK信号现在学习的是第10页，共23页 an= 0, 发送概率为P 1, 发送概率为1-P (6.1 - 6) bn= 0, 发送概率为1-P 1, 发送概率为Pbn是a
5、n的反码，即若an=1，则bn=0， 若an=0，则bn=1。n和n分别代表第n个信号码元的初始相位。在二进制移频键控信号中，n和n不携带信息，通常可令n和n为零。因此，二进制移频键控信号的时域表达式可简化为 212( )()cos()cosFSKnSnSnneta g tnTwta g tnTw t=-+-邋现在学习的是第11页，共23页 二进制移频键控信号的解调方法很多，有模拟鉴频法和数字检测法，有非相干解调方法也有相干解调方法。 其解调原理是将二进制移频键控信号分解为上下两路二进制振幅键控信号，分别进行解调，通过对上下两路的抽样值进行比较最终判决出输出信号。现在学习的是第12页，共23页
6、图 6 7 数字键控法实现二进制移频键控信号的原理图振 荡 器 1f1选 通 开 关反 相 器基 带 信号选 通 开 关振 荡 器 2f2相 加 器e2FSK(t)现在学习的是第13页，共23页图 6 8 二进制移频键控信号解调器原理图 (a) 非相干解调; (b) 相干解调e2FSK(t)带通滤波器1包络检波器抽样判决器输出定时脉冲带通滤波器包络检波器(a)e2FSK(t)带通滤波器1低 通滤波器抽样判决器输出定时脉冲带通滤波器低通滤波器相乘器相乘器cos1tcos2t(b)现在学习的是第14页，共23页111000001012FSK信号图 6-92FSK非相干解调过程的时间波形 现在学习的
7、是第15页，共23页图 6 10 过零检测法原理图和各点时间波形限幅e2FSK(t)ab微分c整流d脉冲形成低通ef输出(a)abcde现在学习的是第16页，共23页 6.1.3二进制移相键控（二进制移相键控（2PSK） 在二进制数字调制中，当正弦载波的相位随二进制数字基带信号离散变化时，则产生二进制移相键控(2PSK)信号。 通常用已调信号载波的 0和 180分别表示二进制数字基带信号的 1 和 0。 二进制移相键控信号的时域表达式为 (6.1 - 9)其中, an与2ASK和2FSK时的不同，在2PSK调制中，an应选择双极性，即 an=2( )()cosPSKnscneta g tnTt
8、w=-1, 发送概率为P-1, 发送概率为1-P 现在学习的是第17页，共23页若g(t)是脉宽为Ts, 高度为1的矩形脉冲时，则有e2PSK(t)=cosct, 发送概率为P -cosct, 发送概率为1-P当发送二进制符号1时，已调信号e2PSK(t)取0相位，发送二进制符号0时，e2PSK(t)取180相位。若用n表示第n个符号的绝对相位，则有 n= 0, 发送 1 符号 180, 发送 0 符号 这种以载波的不同相位直接表示相应二进制数字信号的调制方式，称为二进制绝对移相方式。现在学习的是第18页，共23页图 6 11 二进制移相键控信号的时间波形A ATstO现在学习的是第19页，共
9、23页图 6- 122PSK信号的调制原理图 s(t)码型变换双极性不归零乘法器e2PSK(t)cosct(a)cosct0开关电路e2PSK(t)180 移相s(t)(b)带通滤波器e2PSK(t)a相乘器c低通滤波器dbe抽样判决器输出cosct定时脉冲图 6 - 132PSK信号的解调原理图现在学习的是第20页，共23页图 6 -142PSK信号相干解调各点时间波形 10a110100bcde现在学习的是第21页，共23页当恢复的相干载波产生180倒相时，解调出的数字基带信号将与发送的数字基带信号正好是相反，解调器输出数字基带信号全部出错。 这种现象通常称为“倒”现象。由于在2PSK信号的载波恢复过程中存在着180的相位模糊，所以2PSK信号的相干解调存在随机的“倒”现象，从而使得2PSK方式在实际中很少采用。 为了解决2PSK信号解调过程的反向工作问题， 提出了二进制差分相位键控(2DPSK)。 现在学习的是第22页，共23页感谢大家观看现在学习的是第23页，共23页