第5章+数字调制系统ppt课件.ppt

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1、第五章数字调制系统5.1二进制数字调制与解调原理5.2二进制数字调制信号的功率谱密度5.3多进制数字调制系统5.4现代数字调制技术本章要求掌握数字调制的概念和目的，数字信号调制解调的基本原理和一般方法；掌握二进制数字调制信号的时域表达式和频谱特性；掌握：二进制振幅键控（2ASK）信号的调制解调原理、时域波形二进制频移键控（2FSK）信号的调制解调原理、时域波形二进制相移键控（2PSK）信号的调制解调原理、时域波形了解：二进制数字调制信号采用相干截调和非相干解调的原理及特点；2ASK系统、2FSK系统、2PSK系统和2DPSK系统性能比较；多进

2、制数字调制的概念和目的现代数字调制技术QAM、MSK5.1二进制数字调制系统数字调制信号，在二进制时有振幅键控（ASK）、移频键控（FSK）和移相键控（PSK）三种基本信号形式，如图所示。根据已调信号的频谱结构特点的不同，数字调制也可分为线性调制和非线性调制。这种把基带数字信号变换为频带数字信号的过程称为数字调制，反之，称为数字解调。正弦载波的三种键控波形1.二进制振幅键控（2ASK）二进制数字振幅键控是数字调制中出现最早的，也是最简单的，是研究其他各种数字调制的基础。振幅键控，记作ASK（AmplitudeShiftKeying），或称为开

3、关键控（通断键控），记作OOK（OnOffKeying）。二进制数字振幅键控通常记作2ASK。（1）2ASK的调制方法:一般说来，数字信号的调制方法有两种类型：①利用模拟方法去实现数字调制，即把数字基带信号当作模拟信号的特殊情况来处理；②利用数字信号的离散值特点键控载波，从而实现数字调制。2ASK信号的表达式和波形：（2）2ASK的解调方法:如同AM信号的解调方法一样，OOK信号也有两种基本的解调方法：非相干解调（包络检波法）和相干解调（同步检测法）。包络检波法的原理方框图如图所示。带通滤波器恰好使2ASK信号完整地通过，经包络检测后，输

4、出其包络。2ASK信号的包络检波（非相干）（3）2ASK信号的功率谱及带宽:下面分析二进制振幅键控信号的频谱。由于二进制振幅键控信号是随机的、功率型的信号，故研究频谱特性时，应该讨论它的功率谱密度。①因为2ASK信号的功率谱密度PE（f）是相应的单极性数字基带信号功率谱密度Ps（f）形状不变地平移至±f0处形成的，所以，2ASK信号的功率谱密度由连续谱和离散谱两部分组成。②2ASK信号的带宽B2ASK是单极性数字基带信号带宽fs的两倍。当数字基带信号的基本脉冲是矩形不归零脉冲时，fs=1/Ts。于是2ASK信号的带宽为B2ASK=2fs=2/

5、Ts2ASK信号的主要优点是易于实现，其缺点是抗干扰能力不强，主要应用在低速数据传输中。练习设发送的二进制信息为101100011，采用2ASK方式传输。已知码元传输速率为1200B，载波频率为2400Hz。（1）试构成一种2ASK信号调制器原理框图，并画出2ASK信号的时间波形；（2）试画出2ASK信号频谱结构示意图，并计算其带宽。解：（1）2ASK信号是一种数字振幅调制，已调信号的振幅随数字基带信号变化。2ASK信号可以采用模拟相乘的方式产生，如图(a)。图中数字基带信号s(t)应是单极性不归零波形。2ASK信号也可以采用数字键控的方式产

6、生，通过开关的接通和接地来产生2ASK信号，如图(b)所示。根据题中已知条件，码元传输速率为1200B，载波频率为2400Hz。因此，在2ASK信号的时间波形中，每个码元时间内共有两个周期的载波。数字基带信号s(t)和2ASK信号的时间波形如图。（2）2ASK信号是一种双边带调制信号，其功率谱结构是将数字基带信号的功率谱线性搬移到载频位置。2ASK信号功率谱密度结构示意图如图。其由离散谱和连续谱两部分组成。离散谱由载波分量确定，连续谱由基带信号s(t)波形确定。2ASK信号的功率谱分布在整个频率范围，若以功率主瓣宽度计算带宽，则2ASK信号带

7、宽B2ASK为ƒc=2400Hz，ƒs=1/Ts=1200B。B2ASK=2ƒS=2×1200=2400(Hz)2.二进制频移键控（2FSK）数字频率调制又称频移键控，记作FSK（FrequencyShiftKeying），二进制频移键控记作2FSK。（1）2FSK信号的调制方法：前面已提到，2FSK信号可以采用模拟调频法和数字键控法来产生。模拟调频法：用数字基带矩形脉冲控制一个振荡器的某些参数（例如电容C），可直接改变振荡频率，使输出得到不同频率的已调信号。数字键控法：它是用数字矩形脉冲控制电子开关，使电子开关在两个独立的振荡器之间进行

8、转换，从而在输出端得到不同频率的已调信号。2FSK的表达式和波形：（2）2FSK信号的解调二进制频移键控信号的解调方法很多，常采用非相干检测法（包络检测法）和相干