模拟调制

28 Aug 2024 | 5 分钟阅读

调制指的是周期性波形(在一定周期内重复自身)的属性,称为载波信号和调制信号。 与消息信号相比,载波信号是高频信号。 调制信号是原始消息信号,其中包含从发射器通过通信信道传输到接收器的信息。

例如:

音频信号

它表示从发射器传输到接收器的声音信号。

在数字通信中,它可以是表示为二进制数字 0 和 1 的比特流中的数字信号。消息信号中存在的信息需要从一个地方传输到另一个地方。 调制有助于提高消息信号的效率和频率。 选择高频载波是为了在输出要求高于输入时提高输入消息信号的频率。

调制的另一个目的是FDM(频分复用),它在同一通信信道上传输多个信号。

例如:

电视

不同频率的各种信号在同一通信信道上传输。 每个通道的单独频率不允许它们之间有任何干扰。 在目的地,多个信号被解调,并作为输出显示在客户的电视屏幕上。

AM 和 FM(频率调制)是最早发明的调制技术。 在AM(幅度调制)中,消息信号叠加在高频载波信号上,从而提高信号的强度和频率。 最近的发明是数字调制,它将数字信号叠加在比特流序列上。 数字调制中的幅度或电压电平在两个电平 0 和 1 以及载波时钟频率之间切换。 包含多个信号传输的调制是 OFDM(正交频分复用)。 示例包括数字无线电系统、遥测Wi-Fi。

调制器

调制器是执行调制过程的设备。 同样,解调器是执行解调的设备。 可以执行两个过程(调制和解调)的设备称为调制解调器。 它也称为双向通信设备。 调制信号占据一个称为基带的频带,而载波信号占据一个称为通带的更高频带。 这是由于载波信号的高频率。

角度调制方法

  1. 调幅
  2. 脉冲调制
  3. 角度调制

调幅

在 AM 中,载波的幅度随消息信号的幅度而变化。 幅度调制技术用于提高传输介质的带宽利用率和总传输功率。

AM 调制

让我们讨论一些执行 AM 调制的方法。

平衡调制器

最简单的调制技术使用两个幅度调制器和一个加法器。 调制器的功能是有效地将信号从一个部分传递到另一部分。 两个调制器传递消息和载波信号,从而形成双边带。 为了产生单边带,加法器的输出进一步通过滤波器。 两个边带的分离取决于滤波器的截止频率。 它通过一定的频率范围并拒绝其他的频率范围。 在 VSB(残留边带)中,电路还额外使用一个边带滤波器。 它在边带上添加残留。

相移法

相移法在 SSB 传输中很流行。 它使用一个 90 度相移器,该相移器在输入信号中引入 90 度的相移。 它还使用两个平衡调制器,它们执行与幅度调制器相同的功能。 来自平衡调制器的两个输出的加减法形成下边带和上边带。

AM 的类型

AM 进一步分类为

  • 单边带调制 (SSB)
    它在载波的任一侧产生边带(频带)。
  • 双边带调制 (DSB)
    它在载波的两侧产生边带。
  • 残留边带调制 (VSB)
    通过在产生的边带上添加残留来调制信号的一部分。
  • 正交幅度调制 (QAM)
    与其他仅发送一个信号的调制技术不同,它通过同一频谱发送两个消息信号。

脉冲调制

在脉冲调制中,脉冲携带信息。 脉冲的幅度、宽度和位置随消息信号而变化。

调制

自然采样和平顶采样是 PAM(脉冲幅度调制)中使用的调制技术。 在此类调制中,以规则的间隔对输入信号进行采样。 在 PWM(脉冲宽度调制)中,使用比较器来生成 PWM 信号。 PPM 信号是通过使用 PWM 输出信号作为输入信号来生成的。

脉冲调制的类型

脉冲调制进一步分类为

  • 脉冲幅度调制
    脉冲的幅度随消息信号的样本值而变化。
  • 脉冲宽度调制
    脉冲的宽度随消息信号的样本值而变化。
  • 脉冲位置调制
    脉冲的位置随消息信号的样本值而变化。

角度调制

角度调制是频率调制和相位调制的组合。 在这里,载波的频率或相位随消息信号的瞬时值而变化。

角度调制的类型

角度调制进一步分类为

  • 调频
    当载波的频率随消息信号的瞬时值而变化时,它被称为频率调制。
  • 相调制
    当载波的相位随消息信号的瞬时值而变化时,它被称为频率调制

调制

PM(相位调制)和 FM 的调制过程相同,只是积分器是 FM(频率调制)中生成输出信号的附加要求。 参数变化和阿姆斯特朗间接法是 FM 中使用的调制方法。 参数变化方法的功能取决于 VCO(压控振荡器)以生成输出信号。 阿姆斯特朗间接法结合了载波信号源、平衡调制器、90 度相移器和加法器。

我们将在本教程后面的内容中详细讨论不同类型的模拟调制的调制技术。


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