正弦载波数字调制系统

低通滤波器 d
抽样判决器 e uo(t)
(a) 原理方框图 a O
bΒιβλιοθήκη Baidu
O
t
c
O
t
d
O
t
e
O
t
(b) 相关点的信号波形示意图
2020/9/23
图6-9 2FSK信号的过零检测法
2FSK(或BFSK)是二进制频移键控(Binary frequency shift Keying)的简称，它是利用载波的频率变化来传递数 字信息的，在一个码元周期内，其时域信号可以表示为
e2FSK
(t
)
A A
cos(2πf1t) cos(2πf2t)
e2FSK(t)
1
0
an 1 an 0
1
A2 2
Rs ( ) cos 2πfc
其202中0/9，/23Rs ( ) 是数字基带信号的平均相关函数。
10
6.2.1 二进制振幅键控(2ASK）(续)
2ASK信号的功率谱为
A2
P2ASK ( f ) 4 Ps ( f fc ) Ps ( f fc )
式中，Ps(f)为s(t)的功率谱。 对于2ASK信号，s(t)是幅度为1的单极性NRZ二元基
独立。该二进制符号序列可表示为
s(t) an g(t nTs )
n
1 概率为 P
an
0
概率为 1 P
g
(t)
1 0
0 t Ts Others
2020/9/23
3
6.2.1 二进制振幅键控(2ASK）(续)
设载波信号为c(t) = Acos(ωct)，则二进制振幅键控 信号可表示为
e2ASK
带信号，它的功率谱为
Ps
(
f
)
Ts 4
Sa2 (Ts
f
)
1 4
(
f
)
2ASK信号的功率谱为
P2ASK ( f
)
A2Ts 16
Sa2[( f fc )Ts ] Sa2[( f fc )Ts ]
A2 16
[ ( f
fc) (
f
fc )]
2020/9/23
11
6.2.2 二进制频移键控（2FSK）
fc+Rs
2020/9/23
f
9
6.2.1 二进制振幅键控(2ASK）(续)
将2ASK信号功率谱的主瓣宽度作为其带宽，即 B2ASK 2Rs
其中， Rs=1/Ts为系统的比特传输率。其实，2ASK信号 的带宽是相应基带信号带宽B的两倍，即B2ASK = 2B，对 于NRZ方波信号，B = Rs（第一零点带宽）。
2020/9/23
13
6.2.2 二进制频移键控（2FSK）（续）
2FSK信号的常用解调方法采用如图6-8所示的非相干 解调、相干解调和过零检测法。
带通滤波器 1 f1
包络检波器
e2FSK(t)
码元定时脉冲
抽样判决器
uo(t)
带通滤波器 2 f2
包络检波器
e2FSK(t)
(a) 2FSK信号的非相干解调
带通滤波器 1 f1
低通滤波器
码元定时脉冲
uo(t)
抽样判决器
cos(2πf1t)
带通滤波器 2 f2
低通滤波器
cos(2πf2t) (b) 2FSK信号的相干解调
2020/9/23
图6-8 2FSK信号的解调原理框图
14
6.2.2 二进制频移键控（2FSK）（续）
e2FSK(t)
限幅器 a
整流器 b 单稳态触发器 c
2ASK信号的自相关函数为
Rm (t , t) E A2s(t ) cos2πfc (t )s(t) cos 2πfct
A2
E 2
Rs (t , t) cos 2πfc cos 4πfct 2πfc
A2 2
Rs (t
,
t) cos 2πfc cos 4πfct
2πfc
O
t
图6-6 2FSK信号的波形示意图
2020/9/23
12
6.2.2 二进制频移键控（2FSK）（续）
2FSK信号的产生方法主要有两种。一种可以采用 模拟调频电路来实现，另一种可以采用键控法来实现。
基带信号
振荡器 1 f1
反相器
选通开关
相加器
e 2FSK(t)
振荡器 2 f2
选通开关
图 6-7 键控法产生 2FSK 信号的原理图
(t
)
s(t
)
cos(ct
)
n
an
g
(t
nTs
)
cos(ct
)
A
cos
ct
0
an 1 an 0
2020/9/23
4
6.2.1 二进制振幅键控(2ASK）(续)
s(t)
O
t
Ts
2Ts
3Ts
4Ts
c(t)
O
t
e2ASK(t)
O
t
图6-1 2ASK信号的时域波形示意图
2020/9/23
5
6.2.1 二进制振幅键控(2ASK）(续)
2ASK信号产生方法：
二进制 不归零信号
s(t )
乘法器
cos(ct)
e2ASK (t)
cos(ct)
开关电路
e2ASK (t)
s(t)
(a) 模拟相乘法
(b)数字键控法
图6-2 2ASK/OOK信号调制器原理框图
2020/9/23
6
6.2.1 二进制振幅键控(2ASK）(续)
2ASK信号解调方法
2020/9/23
2
6.2 二进制数字调制原理
6.2.1 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
字调制技术，而其频率和初始相位保持不变。当数字基带信
号为二进制时，称为二进制振幅键控(2ASK)。
设发送的二进制符号序列由“0”、“1”序列组成，发送
符号“0”的概率为P，发送符号“1”的概率为1-P，且相互
a
O
t
b
O
t
c
O
t
图6-4 2ASK的非相干解调的几个模块输出点的波形示意图
2020/9/23
8
6.2.1 二进制振幅键控(2ASK）(续)
2ASK信号可以视为基带信号与正弦载波的乘积， 因此，2ASK信号的功率谱是相应基带信号功率谱平移 ±fc的结果。
P2ASK(f)
-fc
O
fc-Rs fc
图6-5 2ASK信号的功率谱密度示意图
e2ASK( t )
带通 滤波器
a
b
包络检波器
抽样 判决器
c 输出
e2ASK( t )
带通 滤波器
( a) 非相干解调方式
定时 脉冲
相乘器
低通 滤波器
抽样 判决器
输出
cos (ωc t)
( b) 相干解调方式 图 6-3 2ASK信号的接收系统组成方框图
定时 脉冲
2020/9/23
7
6.2.1 二进制振幅键控(2ASK）(续)
通信原理
第6章正弦载波数字调制系统
2020/9/23
1
6.1 引言
数字调制：把数字基带信号变换为数字带通信号 （已调信号）的过程。
数字调制技术有两种方法： 利用模拟调制的方法去实现数字式调制； 通过开关键控载波，通常称为键控法。 基本键控方式：振幅键控、频移键控、相移键控。
数字调制可分为二进制调制和多进制调制。