调幅波的吗怎么看

虽然基于相同的概念,数字调制波形看起来与模拟波形完全不同。

尽管模拟调制远未灭绝,但它与数字世界完全不兼容。我们不再专注于将模拟波形从一个地方移动到另一个地方。相反,我们希望移动数据:无线网络,数字化音频信号,传感器测量等。为了传输数字数据,我们使用数字调制。

但是,我们必须小心这个术语。在此上下文中的“模拟”和“数字”指的是被传输的信息的类型,而不是实际传输的波形的基本特征。模拟和数字调制都使用平滑变化的信号; 不同之处在于模拟调制信号被解调为模拟基带波形,而数字调制信号由称为符号的离散调制单元组成,这些调制单元被解释为数字数据。

有三种调制类型的模拟和数字版本。让我们从幅度和频率开始。

数字幅度调制

这种类型的调制称为幅移键控(ASK)。最基本的情况是“开关键控”(OOK),它几乎直接对应于[[模拟幅度调制]专用页面中讨论的数学关系:如果我们使用数字信号作为基带波形,则乘以基带和载波产生调制波形,逻辑高电平正常,逻辑低电平“关闭”。逻辑高幅QzLRloLcJ度对应于调制指数。

时域

下图显示了使用10 MHz载波和1 MHz数字时钟信号生成的OOK。我们在这里运行数学领域,因此逻辑高幅度(和载波幅度)简单地无量纲“1”; 在实际电路中,您可能具有1 V载波波形原由网和3.3 V逻辑信号。

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您可能已经注意到此示例与[[幅度调制]]页面中讨论的数学关系之间存在一个不一致:我们没有移位基带信号。如果您正在处理典型的直流耦合数字波形,则不需要向上移位,因为信号保留在y轴的正部分。

频域

这是相应的频谱:

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将其与1 MHz正弦波的幅度调制频谱进行比较:

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大多数频谱是相同的 - 载波频率(f C)处的尖峰和f C处的尖峰加上基带频率和f C减去基带频率。但是,ASK频谱也有较小的尖峰,对应于3次和5次谐波:基频(f F)为1 MHz,这意味着3次谐波(f 3)为3 MHz,5次原由网谐波(f 5)是5 MHz。所以我们在f C加/减f F,f 3和f 5处出现尖峰。实际上,如果你要扩展情节,你会看到尖峰继续按照这种模式。

这很有道理。方波的傅里叶变换包括基频处的正弦波以及奇次谐波处的递减幅度正弦波,并且该谐波含量是我们在上面所示的频谱中看到的。

这个讨论引出了一个重要的实际观点:与数字调制方案相关的突然转换产生(不希望的)更高频率的内容。当我们考虑调制信号的实际带宽和可能干扰其他设备的频率时,我们必须牢记这一点。

数字调频

这种类型的调制称为频移键控(FSK)。出于我们的目的,没有必要考虑FSK的数学表达式; 相反,我们可以简单地指定当基带数据是逻辑0时我们将具有频率f 1,而当基带数据是逻辑1时我们将具有频率f 2。

时域

产生准备传输FSK波形的一种方法是首先根据数字数据创建在f 1和f 2之间切换的模拟基带信号。以下是FSK基带波形的示例,其中f 1 = 1 kHz且f 2 = 3 kHz。为了确保符号与逻辑0和逻辑1的持续时间相同,我们使用一个1 kHz周期和三个3 kHz周期。

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然后将基带波形(使用混频器)移位到载波频率并发送。这种方法在软件定义无线电系统中特别方便:模拟基带波形是低频信号,因此可以通过数学方式生成,然后由DAC引入模拟领域。使用DAC来创建高频传输信号将更加困难。

实现www.58yuanyou.comFSK的概念上更直接的方法是简单地具有两个具有不同频率的载波信号(f 1和f 2); 根据二进制数据的逻辑电平,将一个或另一个路由到输出。这导致最终发送的波形在两个频率之间突然切换,非常类似于上面的基带FSK波形,除了两个频率之间的差异相对于平均频率小得多。换句话说,如果你正在查看时域图,那么很难在视觉上区分f 1部分和f 2部分,因为f 1和f 2之间的差异只是f的一小部分。1(或f 2)。

频域

让我们看一下FSK在频域中的影响。我们将使用相同的10 MHz载波频率(在这种情况下为平均载波频率),我们将使用1 MHz作为偏差。(这是不现实的,但对于我们当前的目的来说很方便。)因此,对于逻辑0,传输信号将为9 MHz,对于逻辑1,传输信号将为11 MHz。这是频谱:

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请注意,“载波频率”没有能量。考虑到调制信号从不在10 MHz,这并不奇怪。它总是在10 MHz减1 MHz或10 MHz加1 MHz,这正是我们看到两个主要尖峰:9 MHz和11 MHz。

但是这个频谱中存在的其他频率呢?那么,FSK光谱分析并不是特别简单。原由网我们知道,频率之间的突然转换会产生额外的傅立叶能量。事实证明,FSK为每个频率产生一个sinc函数类型的频谱,即一个以f 1为中心,另一个以f 2为中心。这些因素可以解释两个主要尖峰两侧出现的额外频率尖峰。

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