高频传输理论及高频信号传输线材相关知识(最新修正版)
- 格式:doc
- 大小:167.00 KB
- 文档页数:10
电子行业高频电子线路简介高频电子线路在电子行业中扮演着重要的角色。
它们被广泛应用于无线通信、雷达、卫星通信、医疗诊断设备等领域。
在本文中,将介绍高频电子线路的基础知识、设计原理以及常见应用。
基础知识1.高频信号高频信号是指频率高于1MHz的信号。
在高频电子线路中,频率通常在几十MHz到几百GHz 之间。
高频信号的特点是波长短、频率高、传输能力强。
2.电子线路元件高频电子线路中使用的元件与低频电子线路略有不同。
常见的高频元件包括电感、电容、晶体管、集成电路等。
这些元件在高频电子线路中起到重要的作用,具体将在后文中详细介绍。
设计原理1.传输线理论传输线理论是高频电子线路设计的基础。
传输线是一种将信号从一个点传输到另一个点的导线。
常见的传输线包括微带线、同轴电缆等。
了解传输线理论可以帮助设计师正确地选择传输线的特性阻抗、长度和宽度,以确保信号传输的质量。
2.匹配网络高频信号在传输过程中容易发生反射和衰减。
匹配网络的作用是使信号在传输过程中能够得到最大的功率传输,并尽量避免信号的反射。
匹配网络常用的类型包括L型匹配网络、T型匹配网络等。
3.滤波器滤波器用于过滤高频信号中的噪声和干扰,使得信号在特定频段上得到放大或衰减。
常见的滤波器类型包括低通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。
4.放大器放大器是高频电子线路中常见的元件之一。
放大器的作用是放大输入信号的幅度。
常见的放大器类型包括晶体管放大器、集成电路放大器等。
常见应用1.无线通信高频电子线路在无线通信领域中被广泛应用。
无线通信系统包括手机、无线电和卫星通信系统等。
高频电子线路在这些系统中起到信号调制、放大和解调等重要作用。
2.雷达雷达系统也是高频电子线路的典型应用之一。
雷达系统通过发送和接收无线信号来检测和跟踪目标。
高频电子线路在雷达系统中的作用是发射和接收高频信号,并进行信号处理。
3.医疗诊断设备高频电子线路在医疗诊断设备中也有重要的应用。
例如,X射线机、核磁共振仪等设备使用高频电子线路进行信号放大和处理,以实现准确的诊断结果。
电路中的传输线理论与高频电路设计在电路设计和高频通信领域,传输线理论是一个重要的概念。
传输线是用于在电路中传输信号的特殊导线结构,它们能够保持信号的高质量传输,并减少信号在传输过程中的失真和损耗。
本文将介绍传输线理论的基本原理,并探讨其在高频电路设计中的应用。
1. 传输线理论的基本原理传输线理论是基于电磁波传播的原理。
相比于简单的电缆或导线,传输线能够在高频信号传输过程中更好地保持信号的完整性。
其原理主要包括以下几个重要概念:1.1 行波特性传输线中的信号以行波的形式传播,而不是简单的电流或电压信号。
行波特性使得信号能够在传输线上快速传播,并减少由于信号的反射和干扰而引起的失真。
1.2 传输线参数传输线的参数包括特性阻抗、电感、电容和导纳等。
这些参数影响着传输线对信号的传输速度和阻抗匹配等特性。
1.3 反射和干扰传输线上的信号可能会产生反射和干扰,这会引起信号的失真和损耗。
传输线理论通过合理设计传输线的特性阻抗和终端阻抗,减少反射和干扰对信号的影响。
2. 传输线在高频电路设计中的应用传输线理论在高频电路设计中有着广泛的应用。
以下是一些常见的应用场景:2.1 高频信号传输在高频电路中,如射频电路或微波电路中,传输线通常被用于传输高频信号。
由于传输线的特性,它能够有效地传输高频信号,并减少信号在传输过程中的失真和损耗。
2.2 信号匹配与阻抗匹配传输线的特性阻抗对于信号的匹配和阻抗匹配非常重要。
在高频电路设计中,传输线可以用于匹配信号源和负载之间的阻抗,以确保信号的高质量传输。
2.3 信号延迟和相位控制传输线能够在电路中引入延迟和控制信号的相位。
这在一些特定的高频电路设计中具有重要作用,比如时钟分配、数据同步等。
3. 设计优化与验证在高频电路设计中,传输线的设计需要考虑多个因素,如传播延迟、功率损耗、信号完整性等。
通过使用传输线理论,可以对传输线的参数和特性进行优化,并确保电路的性能满足设计要求。
4. 结论传输线理论是理解和设计高频电路中不可或缺的一部分。
高频线传输性能基础知识目录1. 高频线传输概述 (2)1.1 高频线定义及应用 (3)1.2 高频线类型 (3)1.2.1 同轴电缆 (5)1.2.2 微带线 (6)1.3 高频线参数 (7)2. 高频线特性阻抗 (9)2.1 阻抗概念 (10)2.2 阻抗与频率的关系 (11)2.3 阻抗匹配的重要性 (12)2.4 阻抗转换器 (13)3. 高频线损耗 (14)3.1 损耗来源 (15)3.1.1 阻抗不匹配 (17)3.1.2 导体电阻 (18)3.1.3 ید电损耗 (19)3.2 损耗计算 (19)3.3 损耗与频率的关系 (20)3.4 降低损耗的方法 (22)4. 高频线传输特性 (23)5. 高频线应用案例 (24)5.1 射频 (RF) 系统 (25)5.2 产测线 (26)5.3 通信系统 (28)5.4 数据传输系统 (29)1. 高频线传输概述高频线传输(HighFrequency Wire Transmission, HFWT)是一种利用导线传输高频信号的通信方法。
与传统的低频传输相比,高频线传输能够在较短时间内传输大量信息,适合于高速数据传输、无线电通信以及雷达系统等领域。
本章节将概述高频线传输的基础知识、原理及其应用。
频率:在物理学中,频率是指单位时间内波形发生的次数,通常以赫兹(Hz)为单位。
高频信号意味着信号具有较高的频率分量。
波速:电磁波在介质中的传播速度称为波速,其值取决于介质的性质,例如光在真空中的波速接近光速c(300,000公里秒)。
带宽:带宽指的是信号频率范围的总和,通常以赫兹为单位表示。
频率从低到高,体现为一个特定的频段范围。
反射和折射:当高频信号波遇到不同介质的界面时,可能会发生反射和折射现象。
高频线传输的基本原理基于电磁场理论,当在导线上施加一个高频变化的电压时,会在导线上产生交变的电场,进而引发磁场的变化,从而在导线周围空间形成交变的电磁场。
高頻傳輸理論及高頻信號傳輸線材相關知識数据通信(Data Communication)是计算机网络(Computer Network)和因特网(Internet)的基础,为了帮助非计算机专业的同仁对数据通信技术与计算机网络和Internet的关系有一个全面的了解,本章将对数据通信知识进行简单介绍。
第一节传输介质(Transmission Media)所有计算机之间的通信都涉及由传输介质传输某种形式的数据编码信号。
传输介质在计算机、计算机网络设备间起互连和通信作用,为数据信号提供从一个节点传送到另一个节点的物理通路。
计算机与计算机网络中采用的传输介质可分为有线和无线传输介质两大类.一、有线传输介质(Wired Transmission Media)计算机网络中目前流行使用的有线传输介质(Wired Transmission Media)为:铜线和玻璃纤维。
1.铜线铜线(Copper Wire):由于具有较低的电阻率、价廉和安装容易等优点因而成为最早用于计算机网络中的传输介质,它以介质中传输的电流作为数据信号的载体。
为了尽可能减小铜线介质所传输信号之间的相互干涉(Interference),我们使用两种基本的铜线类型:双绞线和同轴电缆(1)双绞线双绞线(Twisted Pair):是把两条互相绝缘的铜导线纽绞起来组成一条通信线路,它既可减小流过电流所辐射的能量,也可防止来自其它通信线路上信号的干涉。
双绞线分屏蔽和无屏蔽两种,双绞线的线路损耗较大,传输速率低,但价格便宜,安装容易,常用于对通信速率要求不高的网络连接中。
(2)同轴电缆同轴电缆(Coaxial Cable):由一对同轴导线组成,同轴电缆频带宽,损耗小,具有比双绞线更强的抗干扰能力和更好的传输性能。
按特性阻抗值不同,同轴电缆可分为基带(用于传输单路信号)和宽带(用于同时传输多路信号)两种。
同轴电缆是目前LAN局域网与有线电视网中普遍采用的比较理想的传输介质。
高频工作原理
高频工作原理指的是在射频频段(通常指30 kHz至300 GHz)内运行的电子设备的工作原理。
在这个频段内,电子设备的工作与低频电路有很大的不同。
高频电路的工作原理主要包括以下几个方面:
1. 传输线理论:高频电路中的传输线用于传输电磁波信号。
传输线的工作原理基于电磁波的传播和反射原理,通过传输线可以有效地传输高频信号。
2. 变压器和耦合器:在高频电路中,变压器和耦合器常用于信号的调制和解调。
这些器件的工作原理基于电磁感应原理,将电磁信号从一个电路传给另一个电路。
3. 放大器和滤波器:高频放大器的工作原理是利用电子器件的放大功能来增加信号的幅度。
滤波器的工作原理是通过选择特定频率的信号,并将其他频率的信号滤除。
4. 混频器和频率合成器:混频器的工作原理是将两个不同频率的信号混合在一起,产生新的频率信号。
频率合成器的工作原理是将多个频率的信号组合成一个新的频率信号。
5. 检波器和解调器:检波器的工作原理是将调制信号转换为原始信息信号。
解调器的工作原理是从调制信号中提取出原始的基带信号。
6.射频发射和接收:高频电路中的发射和接收系统用于将电磁波信号发送和接收。
发射系统的工作原理是将基带信号调制到射频频段并发射出去,接收系统的工作原理是将接收到的射频信号解调为基带信号。
总之,高频电路的工作原理是基于电磁波的传播和调制原理,通过各种电子器件和电路实现高频信号的处理和传输。
这些工作原理的理解和应用对于设计和调试高频电路至关重要。
高頻傳輸線理論(High-Speed Transmission LineTheory)檢測部頻寬及信號完整性術語與說明高頻傳輸線引言:CPU的速率由50MHz以上升到200MHz以上,連I/O週邊的速率也由33MHz提升至100MHz以上。
原本扮演「連接傳導」的銅線、銅箔、導線等變成高頻傳輸線。
這些傳線類似天線,會把流經信號的能量「耦合」或「輻射」出去,造成電磁串音(訊號線之間的干擾)及EMI(對外界的干擾)、也有阻抗匹配的問題等. . . ,以下將就高頻傳輸線的特性作討論與分析。
基本單位1. 介電常數(ε,Dielectric Constant): 介電常數定義為電力線密度與電場強度的比值(ED=ε),在dielectric material(一般用的塑膠)中,介電常數越小,電容的效應越小,電磁波通過的速率越快,量測的方法如下:Dielectric ConstantVVCC oo==ε一些常見物質的介電常數:Material Dielectric ConstantAir 1Glass 4-10Oil 2.3Paper 2-4Polyethylene (PE) 2.3Polystyrene (PS) 2.6Porcelain 5.7Teflon 2.1LCP 3.2Polyvinyl Chloride (PVC) 3.5~4SPS 2.9PCT 2.72~2.872. Velocity :電磁波在介質內的傳遞速度取決於介質的介電係數permittivity,ε)及導磁係數(permeability, μ)。
如下式:εμ1V =在真空中Where o r εεε= & o r μμμ= 9o 10361-⨯=πε F/m7o 104-⨯=πμ H/m8oo o 1031V ⨯==με m/s可見電磁波在真空中是以光速在前進。
假如電磁波在介質中傳播,我們必需知道介質的相對介電係數(r ε)及相對導磁係數(r μ),以推算電磁波在介質內的傳遞速度。
127.02ωωω-=∆高频电子线路重点第二章 选频网络一. 基本概念所谓选频(滤波),就是选出需要的频率分量和滤除不需要的频率分量。
电抗(X )=容抗( )+感抗(wL ) 阻抗=电阻(R )+j 电抗 阻抗的模把阻抗看成虚数求模 二.串联谐振电路 1。
谐振时,(电抗) ,电容、电感消失了,相角等于0,谐振频率: ,此时|Z |最小=R ,电流最大2。
当w<w 0时,电流超前电压,相角小于0,X<0阻抗是容性;当w>w 0时,电压超前电流,相角大于0,X>0阻抗是感性; 3。
回路的品质因素数 (除R ),增大回路电阻,品质因数下降,谐振时,电感和电容两端的电位差大小等于外加电压的Q 倍,相位相反4。
回路电流与谐振时回路电流之比 (幅频),品质因数越高,谐振时的电流越大,比值越大,曲线越尖,选频作用越明显,选择性越好5.失谐△w=w(再加电压的频率)-w 0(回路谐振频率),当w 和w 0很相近时, , ξ=X/R=Q ×2△w/w 0是广义失谐,回路电流与谐振时回路电流之比6。
当外加电压不变,w=w 1=w 2时,其值为1/√2,w 2-w 1为通频带,w 2,w 1为边界频率/半功率点,广义失谐为±17. ,品质因数越高,选择性越好,通频带越窄8.通频带绝对值 通频带相对值 9.相位特性 Q 越大,相位曲线在w 0处越陡峭 10.能量关系电抗元件电感和电容不消耗外加电动势的能量,消耗能量的只有损耗电阻。
回路总瞬时储能 回路一个周期的损耗 , 表示回路或线圈中的损耗。
就能量关系而言,所谓“谐振",是指:回路中储存的能量是不变的,只是在电感与电容之间相互转换;外加电动势只提供回路电阻所消耗的能量,以维持回路的等幅振荡,而且谐振回路中电流最大。
11. 电源内阻与负载电阻的影响Q L 三。
并联谐振回路1.一般无特殊说明都考虑wL>>R,Z 反之w p =√[1/LC-(R/L )2]=1/√RC ·√1—Q 22。
高頻傳輸理論及高頻信號傳輸線材相關知識主講: Michael Liu数据通信(Data Communication)是计算机网络(Computer Network)和因特网(Internet)的基础,为了帮助非计算机专业的同仁对数据通信技术与计算机网络和Internet的关系有一个全面的了解,本章将对数据通信知识进行简单介绍。
第一节传输介质(Transmission Media)所有计算机之间的通信都涉及由传输介质传输某种形式的数据编码信号。
传输介质在计算机、计算机网络设备间起互连和通信作用,为数据信号提供从一个节点传送到另一个节点的物理通路。
计算机与计算机网络中采用的传输介质可分为有线和无线传输介质两大类.一、有线传输介质(Wired Transmission Media)计算机网络中目前流行使用的有线传输介质(Wired Transmission Media)为:铜线和玻璃纤维。
1.铜线铜线(Copper Wire):由于具有较低的电阻率、价廉和安装容易等优点因而成为最早用于计算机网络中的传输介质,它以介质中传输的电流作为数据信号的载体。
为了尽可能减小铜线介质所传输信号之间的相互干涉(Interference),我们使用两种基本的铜线类型:双绞线和同轴电缆(1)双绞线双绞线(Twisted Pair):是把两条互相绝缘的铜导线纽绞起来组成一条通信线路,它既可减小流过电流所辐射的能量,也可防止来自其它通信线路上信号的干涉。
双绞线分屏蔽和无屏蔽两种,双绞线的线路损耗较大,传输速率低,但价格便宜,安装容易,常用于对通信速率要求不高的网络连接中。
(2)同轴电缆同轴电缆(Coaxial Cable):由一对同轴导线组成,同轴电缆频带宽,损耗小,具有比双绞线更强的抗干扰能力和更好的传输性能。
按特性阻抗值不同,同轴电缆可分为基带(用于传输单路信号)和宽带(用于同时传输多路信号)两种。
同轴电缆是目前LAN局域网与有线电视网中普遍采用的比较理想的传输介质。
高頻傳輸理論及高頻信號傳輸線材相關知識数据通信(Data Communication)是计算机网络(Computer Network)和因特网(Internet)的基础,为了帮助非计算机专业的同仁对数据通信技术与计算机网络和Internet的关系有一个全面的了解,本章将对数据通信知识进行简单介绍。
第一节传输介质(Transmission Media)所有计算机之间的通信都涉及由传输介质传输某种形式的数据编码信号。
传输介质在计算机、计算机网络设备间起互连和通信作用,为数据信号提供从一个节点传送到另一个节点的物理通路。
计算机与计算机网络中采用的传输介质可分为有线和无线传输介质两大类.一、有线传输介质(Wired Transmission Media)计算机网络中目前流行使用的有线传输介质(Wired Transmission Media)为:铜线和玻璃纤维。
1.铜线铜线(Copper Wire):由于具有较低的电阻率、价廉和安装容易等优点因而成为最早用于计算机网络中的传输介质,它以介质中传输的电流作为数据信号的载体。
为了尽可能减小铜线介质所传输信号之间的相互干涉(Interference),我们使用两种基本的铜线类型:双绞线和同轴电缆(1)双绞线双绞线(Twisted Pair):是把两条互相绝缘的铜导线纽绞起来组成一条通信线路,它既可减小流过电流所辐射的能量,也可防止来自其它通信线路上信号的干涉。
双绞线分屏蔽和无屏蔽两种,双绞线的线路损耗较大,传输速率低,但价格便宜,安装容易,常用于对通信速率要求不高的网络连接中。
(2)同轴电缆同轴电缆(Coaxial Cable):由一对同轴导线组成,同轴电缆频带宽,损耗小,具有比双绞线更强的抗干扰能力和更好的传输性能。
按特性阻抗值不同,同轴电缆可分为基带(用于传输单路信号)和宽带(用于同时传输多路信号)两种。
同轴电缆是目前LAN局域网与有线电视网中普遍采用的比较理想的传输介质。
2.玻璃纤维目前,在计算机网络中十分流行使用易弯曲的石英玻璃纤维来作为传输介质,它以介质中传输的光波(光脉冲信号)作为信息载体,因此我们又将之称为光导纤维,简称光纤(Optical Fiber)或光缆(Optical Cable)。
光缆由能传导光波的石英玻璃纤维(纤芯),外加保护层构成。
在光缆一头的发射器使用LED光发射二极管(Light Emitting Diode)或激光(Laser)来发射光脉冲,在光缆另一头的接收器使用光敏半导体管探测光脉冲。
与电缆相比,光缆具有体积小、重量轻,频带宽、容量大,传输速率高,不受外界电磁场的影响,抗干扰能力强,安全保密性好,可以单根使用等优点;但它弯成直角时易折断,并难于确定折断位置,安装和连接均需要专用设备。
近年来,由于扩展束透镜技术在多节点连接器应用上的突破,再加上诸如光源、检波器和多路转换器等光缆部件的开发和端口化,光缆已成为计算机网络中最理想的传输介质。
光缆可分为单模(只提供单路光信道)和多模(提供多路光信道)两种传输方式。
二、无线传输介质(Wireless Transmission Media)无线传输介质(Wireless Transmission Media)是指无须架设或铺埋电缆或光缆,把数据信号转换为电磁波后直接通过自由空间进行传送。
例如,无线电波、微波、红外线、激光等数据信号载体本身都可以用作无线传输介质。
1.无线电波无线电波(Radio):作为传输介质,既可用于无线电和电视广播,也可用于计算机网络与计算机网络之间数据信号的传输。
网络通信设备间通过天线来发送和接收无线电波实现数据传输,我们称之为RF射频传输(RadioFrequency Transmission)。
射频对应的无线电波不能随地球表面弯曲传输,但可以通过卫星转播传输。
通常一颗卫星装有许多对相互独立的发射器和接收器,每一对发射器和接收器使用各自的频道,因次可以同时实现多路通信。
2.微波微波(Microwave):使用高于广播与电视所用的电磁波频率,它也可以用作传输介质。
微波通信可用于长途电话,也可以用于数据通信传输。
与无线电波向所有方向发射不同,微波只可以向某个固定方向传输,并可以携带更多的信息。
由于微波不能进入金属结构,因次在微波发射器与接收器之间不应有障碍物,微波也可以使用卫星转播传输。
3.红外线红外线(Infrared):使用远高于微波而接近于可见光的频率,常用于小范围(例如在一个房间里)的信号传输,它不需要天线,使用时要求发射器直接对准接收器。
它常用于笔记本计算机,例如我们可以在一个房间的计算机网络中使用红外线来让笔记本计算机在房间内移动时均保持与网络连接。
4.鐳射/激光鐳射(Laser):除了可以在光纜中用作傳輸資料信號的載體外,它也可以直接作爲傳輸介質在空氣中傳輸資料。
與微波傳輸類似,鐳射只能向一個固定方向傳播,它不能穿過金屬、植物,甚至雪和霧,因此直接用鐳射作爲傳輸介質在實用上受到限制。
第二节:類比資料通信與數位資料通信(Analog Data Communication & Digital Data Communication)一、通信通道與通道容量(Communication Channel Channel Capacity)通信通道(Communication Channel)是資料傳輸的必由之路,在電腦網路中通道分爲物理通道和邏輯通道。
物理通道指用於傳輸資料信號的物理通路,它由傳輸介質與有關通信設備組成;邏輯通道指在物理通道的基礎上,發送與接收資料信號的雙方通過中間結點所實現的邏輯“聯繫”,由此爲傳輸資料信號形成的邏輯通路。
邏輯通道可以是有連接的,也可以是無連接的。
物理通道還可根據傳輸介質的不同而分爲有線通道和無線通道,也可按傳輸資料類型的不同分爲數位通道和類比通道。
通道容量(Channel Capacity)指通道傳輸資訊的最大能力:對於數位通道一般用單位時間可以傳輸的最大二進位位元(比特bit)數來表示,對於類比通道則由通道的帶寬表示。
通道容量的大小還受通道質量和可使用時間的影響,當通道質量較差時,實際傳輸速率將降低。
二、類比資料通信和數位資料通信(Analog Data Communication & Digital Data Communication)1.類比資料與數位資料我們一般將資料分爲類比資料和數位資料兩大類。
類比資料(Analog Data):是由感測器採集得到的連續變化的值,例如溫度、壓力,以及目前在電話、無線電和電視廣播中的聲音和圖像。
數位資料(Digital Data):則是類比資料經量化後得到的離散的值,例如在電腦中用二進位碼表示的字元、圖形、音頻與視頻資料。
目前,ASCII美國資訊交換標準碼(American Standard Code for InformationInterchange)已爲ISO國際標準化組織和CCITT國際電報電話諮詢委員會所採納,成爲國際通用的資訊交換標準代碼,使用7位二進位數字來表示一個英文字母、數位、標點或控制符號;圖形、音頻與視頻資料則可分別採用多種編碼格式。
2.類比信號與數位信號(1)類比信號與數位信號不同的資料必須轉換爲相應的信號才能進行傳輸:類比資料一般採用類比信號(Analog Signal),例如用一系列連續變化的電磁波(如無線電與電視廣播中的電磁波),或電壓信號(如電話傳輸中的音頻電壓信號)來表示;數位資料則採用數位信號(Digital Signal),例如用一系列斷續變化的電壓脈衝(如我們可用恒定的正電壓表示二進位數字1,用恒定的負電壓表示二進位數字0),或光脈衝來表示。
當類比信號採用連續變化的電磁波來表示時,電磁波本身既是信號載體,同時作爲傳輸介質;而當類比信號採用連續變化的信號電壓來表示時,它一般通過傳統的類比信號傳輸線路(例如電話網、有線電視網)來傳輸。
當數位信號採用斷續變化的電壓或光脈衝來表示時,一般則需要用雙絞線、電纜或光纖介質將通信雙方連接起來,才能將信號從一個節點傳到另一個節點。
(2)類比信號與數位信號之間的相互轉換類比信號和數位信號之間可以相互轉換:類比信號一般通過PCM脈碼調製(Pulse Code Modulation)方法量化爲數位信號,即讓類比信號的不同幅度分別對應不同的二進位值,例如採用8位元編碼可將類比信號量化爲2^8=256個量級,實用中常採取24位元或30位元編碼;數位信號一般通過對載波進行移相(Phase Shift)的方法轉換爲類比信號。
電腦、電腦局域網與城域網中均使用二進位數字字信號,目前在電腦廣域網中實際傳送的則既有二進位數字字信號,也有由數位信號轉換而得的類比信號。
但是更具應用發展前景的是數位信號。
3.類比資料通信與數位資料通信(1)類比資料通信類比資料通信(Analog Data Communication)指用現有的類比傳輸線路來傳輸類比資料或數位資料對應的類比信號。
例如目前我們廣泛使用公用電話線路來傳輸語音或電腦數位資料對應的類比信號,我們也可以使用公共有線電視網來傳輸視頻和電腦數位資料對應的類比信號。
爲了用類比資料通信的方法實現類比資料和數位資料的遠距離傳輸,我們一般不直接傳輸類比信號(包括由數位信號轉換而來的類比信號),而是在發送方使用某一頻率的電磁波作爲載波(Carrier),然後用類比信號或數位信號對其進行調製(Modulation),調製後的載波信號(爲類比信號)佔有以該載波頻率爲中心的一段頻譜,並能在適於該載波頻率的介質上傳輸;而在接收方則通過解調制(Demodulation)還原叠加于載波上的類比信號或數位信號。
我們將可同時完成調製和解調的裝置稱爲數據機(MODEM)。
載波信號可以表示爲u(t)=A(t)sin(ωt+φ),其中:振幅A、角頻率ω和相位φ是載波的調製控制參數,我們可以通過改變這三個參量實現對載波的不同調製。
類比信號對載波的調製一般採用調幅(AM)或調頻(FM)的方法;數位信號對載波的調製可以採用調幅(AM,即分別用幅度爲1和幅度爲0的載波信號代表二進位數字字1和0)、調頻(FM,即分別用兩種不同頻率的載波信號代表二進位數字字1和0)和調相(PM,即分別用兩種不同相位的載波信號代表二進位數字字1和0,稱爲兩相調製,其調製一次載波信號只能傳輸1位元數位信號)的方法。
在數位信號調製中,由於幅度調製抗干擾能力差,而頻率調製的頻帶利用率低,因而很少使用;相位調製佔用頻帶窄,抗干擾性能好,在實際中應用較多。
調相又稱爲移相(Phase Shift),爲了每調製一次載波相位能傳輸多位數字信號,對於數位信號一般採用多相調製的方法。
例如:將數位信號按兩個比特一組進行編碼(每組編碼調製一次載波相位),兩位二進位數字可以有22=4種不同的數(00,01,10,11),每種數對應1種調製相位,因此稱爲四相調製,其調製一次載波相位則傳輸2位元數位信號;依次類推,將數位信號按三個比特一組進行編碼,三位元二進位數字可以有23=8種不同的數(000,001,010,011,100,101,110,111),每種數對應1種調製相位,因此稱爲八相調製,其調製一次載波相位則傳輸3位元數位信號;......。