模拟信号和数字信号调制解调
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电路基础原理数字信号的调制与解调数字信号的调制与解调是电路基础原理中的重要概念。
调制是将数字信号转化为模拟信号的过程,解调则是将模拟信号还原为数字信号的过程。
本文将介绍数字信号的调制与解调原理及其应用。
一、调制的基本原理调制是为了将数字信号传输到远距离时,能够克服传输噪声、提高信号质量而进行的一种技术。
数字信号经过调制后,会转化为模拟信号,其特点是连续的波形。
1.频移键控调制(FSK)FSK是一种基本的数字信号调制方式,它通过改变信号的频率来表示不同的数字。
在FSK中,使用两个频率来分别代表二进制的0和1。
2.相移键控调制(PSK)PSK是一种通过改变信号的相位来表示不同的数字的调制方式。
在PSK中,使用不同的相位来表示二进制的0和1。
3.正交幅度调制(QAM)QAM是一种通过改变信号的振幅和相位来表示不同的数字的调制方式。
在QAM中,通过改变信号的振幅和相位的组合来表示多个二进制数字。
二、解调的基本原理解调是将模拟信号还原为数字信号的过程,其目的是还原接收到的信号,以便后续的数字信号处理。
1.频移解调频移解调是将经过FSK调制的信号还原回数字信号的过程。
解调器需要检测接收到的信号的频率,并根据频率的不同判断出二进制的0和1。
2.相移解调相移解调是将经过PSK调制的信号还原为数字信号的过程。
解调器需要检测接收到信号的相位,并根据相位的变化来判断出二进制的0和1。
3.幅度解调幅度解调是将经过QAM调制的信号还原为数字信号的过程。
解调器需要测量接收到信号的振幅和相位,并根据这些信息来判断出二进制的0和1。
三、调制与解调的应用调制与解调技术广泛应用于通信领域,特别是在无线通信中。
1.无线电广播无线电广播使用调制技术将音频信号转化为无线电信号,并通过无线电波传输到接收器中,然后通过解调技术将无线电信号还原为音频信号。
2.移动通信移动通信中的调制与解调技术被用于将数字信号通过无线电信道传输,以实现声音、图像和数据的无线传输。
信号处理中的调制和解调在信号处理中,调制(modulation)是指将信息信号转换为调制信号(carrier signal)的过程,而解调(demodulation)则是将调制信号还原为信息信号的过程。
调制和解调是通信系统中非常重要的环节,它们被广泛应用于电视、广播、无线通信等领域。
调制的目的是将信息信号在频率、相位或幅度等方面转换,并与调制信号相乘,从而将信息信号转换为调制信号的一部分。
调制主要有三种类型:幅度调制(Amplitude Modulation,AM)、频率调制(Frequency Modulation,FM)和相位调制(Phase Modulation,PM)。
幅度调制是最常见的一种调制方式,它是通过改变调制信号的幅度来反映信息信号的变化。
在幅度调制中,信息信号被加到载频信号上,形成调制信号。
在接收端,通过解调将调制信号还原为信息信号。
幅度调制在广播和电视传输中广泛应用。
频率调制是通过改变调制信号的频率来反映信息信号的变化。
在频率调制中,信息信号的大小决定了频率的偏移量。
相对于幅度调制来说,频率调制对噪声有更好的抗干扰能力,因此被广泛应用于无线通信。
相位调制是通过改变调制信号的相位来反映信息信号的变化。
在相位调制中,信息信号控制着相位的突变,在接收端通过解调还原出信息信号。
相位调制主要用于通信系统中提高带宽利用率、提高抗干扰能力等方面。
解调的目的是从调制信号中还原出原始的信息信号。
解调的方法通常与调制的方法对应,使用AM调制的信号通过AM解调器解调,使用FM调制的信号通过FM解调器解调,相同的原理也适用于相位调制。
在现代通信中,调制和解调往往都是数字化的,即将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。
数字调制和解调可以避免模拟信号传输过程中的失真、噪声等问题,并且具有更好的抗干扰能力。
数字调制和解调广泛应用于数字电视、数字音频、移动通信等领域。
调制和解调是信号处理中非常重要的环节。
通过调制将信息信号转换为调制信号,经过传输后通过解调还原出原始的信息信号。
第1篇一、实验目的1. 了解普通调制解调的基本原理和过程。
2. 掌握模拟调制和解调的基本方法。
3. 学习调制解调设备的使用和调试方法。
4. 培养实际操作能力和分析问题的能力。
二、实验原理调制解调是一种将数字信号转换为模拟信号,或将模拟信号转换为数字信号的通信技术。
调制是将数字信号转换为模拟信号的过程,解调是将模拟信号转换为数字信号的过程。
调制解调的基本原理如下:1. 模拟调制:将数字信号转换为模拟信号的过程称为模拟调制。
模拟调制分为调幅(AM)、调频(FM)和调相(PM)三种。
2. 数字调制:将模拟信号转换为数字信号的过程称为数字调制。
数字调制分为调幅键控(ASK)、调频键控(FSK)和调相键控(PSK)三种。
3. 解调:将模拟信号转换为数字信号的过程称为解调。
解调分为模拟解调和数字解调。
三、实验器材1. 模拟调制解调设备:调幅(AM)、调频(FM)、调相(PM)调制器和解调器。
2. 数字调制解调设备:调幅键控(ASK)、调频键控(FSK)、调相键控(PSK)调制器和解调器。
3. 信号发生器:产生模拟信号和数字信号。
4. 示波器:观察调制解调信号波形。
5. 连接线:连接实验器材。
四、实验步骤1. 调制实验(1)调幅(AM)调制实验1)将信号发生器产生的模拟信号接入AM调制器。
2)调整调制器的调制频率和调制指数。
3)观察示波器上的调制信号波形,记录波形数据。
(2)调频(FM)调制实验1)将信号发生器产生的模拟信号接入FM调制器。
2)调整调制器的调制频率和调制指数。
3)观察示波器上的调制信号波形,记录波形数据。
(3)调相(PM)调制实验1)将信号发生器产生的模拟信号接入PM调制器。
2)调整调制器的调制频率和调制指数。
3)观察示波器上的调制信号波形,记录波形数据。
2. 解调实验(1)调幅(AM)解调实验1)将调制信号接入AM解调器。
2)调整解调器的解调频率和解调指数。
3)观察示波器上的解调信号波形,记录波形数据。
通信原理模拟调制系统一、模拟调制系统的基本原理模拟调制系统的基本原理是将数字信号通过调制技术转换为模拟信号,然后通过信道传输,并在接收端使用解调技术将模拟信号还原为数字信号。
模拟调制系统由三个基本组成部分组成,分别是源编码器、调制器和信道。
源编码器将输入的数字信号进行编码处理,调制器将编码后的数字信号转换为模拟信号,并通过信道传输,接收端的解调器将模拟信号还原为数字信号。
二、常用的调制技术1.幅度调制(AM)幅度调制是一种常用的调制技术,通过改变载波信号的幅度来传输数字信号。
具体实现时,将载波信号与数据信号相乘,得到一个幅度变化的信号,然后通过信道传输。
发射端的解调器使用包络检测器将幅度调制信号解调为原始数据。
2.频率调制(FM)频率调制是一种将数字信号转换为模拟信号的调制技术。
频率调制有两种常用的方式,即调频调制(FM)和相位调制(PM)。
在调频调制中,数字信号的变化会导致载波信号频率的变化,而振幅保持不变。
接收端的解调器使用频率解调器将模拟信号还原为数字信号。
3.相位调制(PM)相位调制也是一种将数字信号转换为模拟信号的调制技术。
在相位调制中,数字信号的变化会导致载波信号相位的变化,而频率和振幅保持不变。
接收端的解调器使用相位解调器将模拟信号还原为数字信号。
三、调制解调器调制解调器是模拟调制系统中的关键设备,用于实现数字信号与模拟信号的相互转换。
调制解调器在发射端将数字信号转换为模拟信号,并通过信道传输。
在接收端,调制解调器将模拟信号还原为数字信号,以便进行解码和处理。
四、模拟调制系统的应用模拟调制系统广泛应用于音频和视频信号的传输。
在电视广播中,模拟调制系统被用于将图像和声音信号转化为模拟信号,然后通过无线或有线信道传输。
在手机通信中,模拟调制系统被用于将语音信号转化为模拟信号,然后通过无线信道传输。
总结:模拟调制系统是一种将数字信号转换为模拟信号的技术,常用于音频和视频信号的传输。
它包括源编码器、调制器和信道等组成部分,并通过调制解调器实现数字信号与模拟信号的相互转换。
数据链路层技术中的信号调制与解调技术解析在计算机网络和通信领域中,数据链路层起到承上启下的作用,负责将网络层的数据进行分帧、差错控制和流量控制等处理,然后通过物理层将这些数据转化为适合传输的信号,最终达到可靠传输的目的。
在数据链路层技术中,信号调制与解调技术起着关键作用。
一、信号调制技术信号调制是将数字信号转化为模拟信号的过程。
数据链路层利用调制技术将二进制的数字信号转化为适合在传输媒介上传输的模拟信号,并通过物理层传输到接收端。
调幅调制(AM)调幅调制是一种常见的信号调制技术。
它通过改变载波的振幅来表示数字信号的不同状态。
具体来说,调幅调制将1和0分别对应为负幅度和正幅度的载波波形。
在接收端,利用解调器可以将模拟信号还原为原始数字信号。
调频调制(FM)调频调制是另一种常见的信号调制技术。
它通过改变载波波形的频率来表示数字信号。
在调频调制中,不同的数字信号对应于不同频率的载波波形。
接收端使用解调器将模拟信号转化为原始数字信号。
相移键控调制(PSK)相移键控调制是一种利用相位变化表示数字信号的调制技术。
它通过改变载波波形的相位来表示不同的数字信号状态。
常见的相移键控调制方式有二进制相移键控调制(BPSK)、四进制相移键控调制(QPSK)等。
解调器在接收端通过检测相位的变化来还原数字信号。
二、信号解调技术信号解调是将模拟信号还原为数字信号的过程。
在数据链路层技术中,解调器起到关键作用,将接收到的模拟信号转化为数字信号,以便上层进行后续处理。
同步解调技术同步解调技术是一种常见的解调技术。
在接收端,解调器会将接收到的信号与本地的时钟信号进行比较,以便确定每个比特的边界。
通过对信号进行时钟同步,解调器可以准确还原数字信号。
相干解调技术相干解调技术是另一种常见的解调技术。
它利用载波的频率和相位信息进行解调,并通过比较接收到的信号与预设的相参考信号进行判断。
相干解调器可以在较差的信噪比下进行可靠解调,适用于复杂传输环境。
数据链路层是计算机网络的组成部分之一,它负责将物理层收到的原始数据转化成比特流,并传递给网络层。
而在数据链路层中,信号调制与解调技术起着至关重要的作用。
本文将对数据链路层技术中的信号调制与解调技术进行解析。
一、信号调制技术概念信号调制技术是指将数字信号转换为模拟信号的过程,也称为调制。
在数据链路层中,为了传输数字信号,常需要将其转化为模拟信号,以能够通过传输媒介进行传输。
调制方法在数据链路层中,采用的信号调制方法主要有频移键控(FSK)、相移键控(PSK)和振幅键控(ASK)等。
频移键控(FSK)频移键控是一种常用的数字调制方法。
它将数字信号转换为频率不同的信号以表示不同的0和1状态,常用的频移键控有二进制频移键控(BFSK)和四进制频移键控(QFSK)等。
相移键控(PSK)相移键控是另一种常用的数字调制方法,它通过改变信号的相位来表示不同的0和1状态。
常用的相移键控有二进制相移键控(BPSK)和四进制相移键控(QPSK)等。
振幅键控(ASK)振幅键控是一种基本的调制方法,它通过改变信号的振幅来表示不同的0和1状态。
常用的振幅键控有二进制振幅键控(BASK)和四进制振幅键控(QASK)等。
二、信号解调技术概念信号解调技术是将模拟信号还原为数字信号的过程,也称为解调。
在数据链路层中,为了将模拟信号转换为数字信号,需要采用相应的解调方法。
解调方法在数据链路层中,常用的解调方法有相干解调、非相干解调和抽样解调等。
相干解调相干解调是一种常用的解调方法,它根据已知的调制方式和调制信号的特点进行解调。
相干解调的关键是通过参考信号来提取有效信息。
非相干解调非相干解调是另一种常用的解调方法,它不需要事先知道调制方式和调制信号的特点。
非相干解调主要基于统计和概率的方法进行解调,具有较好的抗干扰性能。
抽样解调抽样解调是一种基于时间抽样的解调方法。
它通过在特定时间点对信号进行采样,并进行数字信号处理,将模拟信号还原为数字信号。
数字电视调制解调器工作原理数字电视调制解调器(Digital TV Modem)是一种用于传输数字电视信号的设备,它通过调制和解调技术将数字信号转换为模拟信号,以便在电视机上得到高质量的图像和声音。
本文将详细介绍数字电视调制解调器的工作原理。
一、数字电视信号的产生数字电视信号是通过对原始音视频信号进行数字化处理而获得的。
在传输前,原始音视频信号会被采样、量化和编码。
采样是指对连续的模拟信号进行离散化处理,将其转换为数字信号。
量化是指采样后将模拟幅度值转换为一系列离散的数字化幅度值。
编码则是通过采用压缩算法,对量化后的信号进行编码,以便在传输过程中减少数据量,提高传输效率。
二、数字电视信号的调制在数字电视调制解调器中,调制是指将数字信号转换为模拟信号的过程。
调制的目的是将数字信号从原始的低频带转移到载波信号上,以便在传输过程中抵抗干扰。
数字电视信号的调制可以采用多种调制方式,例如正交振幅调制(QAM)、相位调制(PM)和频率调制(FM)。
其中,最常用的是正交振幅调制。
正交振幅调制通过改变信号的振幅和相位,将数字信号编码到两个正交振幅分量上,然后将这两个分量调制到载波信号上。
三、数字电视信号的解调数字电视信号的解调是指将模拟信号转换为数字信号的过程。
解调的目的是还原出原始的数字信号,以便在电视机上进行解码、解压缩和播放。
数字电视信号的解调过程与调制过程相反,主要包括载波信号的识别、信号的解调和解调信号的恢复。
首先,解调器需要识别出接收到的信号中的载波信号。
然后,通过对接收到的模拟信号进行解调,将其转换为数字信号。
最后,对数字信号进行处理和恢复,还原出原始的音视频信号。
四、数字电视调制解调器的功能数字电视调制解调器不仅仅只负责调制和解调信号,还具备其他的功能,以确保数字电视信号的传输质量和播放效果。
以下是数字电视调制解调器常见的功能:1. 错误校验和纠正:数字电视信号在传输过程中容易受到干扰和噪声的影响,因此调制解调器需要对接收到的信号进行错误校验和纠正,以确保传输的准确性和可靠性。
FPGA调制解调FPGA调制解调是指使用可编程逻辑器件(FPGA)来实现数字信号的调制和解调功能。
调制是将数字信号转换为模拟信号的过程,而解调则是将模拟信号转换回数字信号的过程。
FPGA调制解调可以用于各种通信系统,如无线通信、有线通信和光纤通信等。
下面是一个基本的FPGA调制解调的工作流程:1. 数字信号生成:首先,需要生成待调制的数字信号。
这可以通过FPGA内部的逻辑电路来实现,也可以通过外部输入接口获取。
数字信号可以是二进制数据流,也可以是其他形式的数字信号。
2. 调制器设计:根据所需的调制方式(如调幅、调频、调相等),设计一个调制器模块。
调制器模块使用数字信号作为输入,将其转换为模拟信号。
调制器的设计可以使用FPGA内部的数字信号处理(DSP)模块,如数字锁相环(DLL)和数字正交调制器(QAM)等。
3. 模拟信号输出:调制器将数字信号转换为模拟信号后,需要通过FPGA的输出接口将其输出。
输出接口可以是数字到模拟转换器(DAC),也可以是其他模拟输出电路。
4. 信道传输:模拟信号经过信道传输后,可能会受到各种噪声和失真的影响。
在接收端,需要进行解调操作来恢复原始的数字信号。
5. 解调器设计:根据所需的解调方式,设计一个解调器模块。
解调器模块使用接收到的模拟信号作为输入,将其转换为数字信号。
解调器的设计可以使用FPGA内部的DSP模块,如数字锁相环(PLL)和数字解调器(QAM)等。
6. 数字信号输出:解调器将模拟信号转换为数字信号后,需要通过FPGA的输入接口将其输入。
输入接口可以是模拟到数字转换器(ADC),也可以是其他数字输入电路。
以上是一个基本的FPGA调制解调的工作流程。
具体的实现方式和细节会根据不同的调制解调方式和应用场景而有所不同。
模拟调制和数字调制的区别1、模拟调制与数字调制的区别,不同点和相同点? 168 相同点:调制原理相同,调制目的相同,未调载波(正弦波相同);不同点:调制信号不同(前者为数字基带信号s(t);后者为模拟基带信号m(t)),已调载波的参量取值不同(前者离散取值,后者连续取值).2、AM 、PSB、SSB、DSB带宽大小调试AM:优点是接收设备简单;缺点是功率利用率低,抗干扰能力差。
主要用在中波和短波调幅广播。
DSB调制:优点是功率利用率高,且带宽与AM相同,但设备较复杂。
应用较少,一般用于点对点专用通信。
SSB调制:优点是功率利用率和频带利用率都较高,抗干扰能力和抗选择性衰落能力均优于AM,而带宽只有AM的一半;缺点是发送和接收设备都复杂。
SSB常用于频分多路复用系统中。
VSB调制:抗噪声性能和频带利用率与SSB相当。
在电视广播、数传等系统中得到了广泛应用。
FM: FM的抗干扰能力强,广泛应用于长距离高质量的通信系统中。
缺点是频带利用率低,存在门限效应。
3、什么是线性、非线性调制?在波形上,已调信号的幅度随基带信号的规律而正比地变化;在频谱结构上,它的频谱完全是基带信号频谱在频域内的简单搬移(精确到常数因子)。
由于这种搬移是线性的,因此,幅度调制通常又称为线性调制。
角度调制:频率调制和相位调制的总称。
已调信号频谱不再是原调制信号频谱的线性搬移,而是频谱的非线性变换,会产生与频谱搬移不同的新的频率成分,故又称为非线性调制。
4、什么是基带传输?114频带传输?误码率大小?基带传输又叫数字传输,是指把要传输的数据转换为数字信号,使用固定的频率在信道上传输。
基带传输是由发送滤波器、信道、接收滤波器和抽样判决其组成。
频带传输又叫模拟传输,是指信号在电话线等这样的普通线路上以正弦波形式传输的方式。
误码率是衡量一个数字通信系统性能的重要指标,其取决于解调器输入信噪比,表达方式取决于调制方式。
5、几种常用的传输码型原则不含直流,且低频分量尽量少;应含有丰富的定时信息,以便于从接收码流中提取定时信号; 功率谱主瓣宽度窄,以节省传输频带;不受信息源统计特性的影响,即能适应于信息源的变化;具有内在的检错能力,即码型应具有一定规律性,以便利用这一规律性进行宏观监测。
通信电子中的调制解调技术发展从最早的电报到现在的高速网络通信,通信电子技术一直在不断发展改进。
其中,调制解调技术是通信电子学中最为重要的一项技术。
它负责将模拟信号转化为数字信号,使得数字信号能够在物理通信媒介中传输。
本文将从调制解调技术的起源开始,一步一步介绍调制解调技术的发展历程和未来的发展趋势。
一. 调制解调技术的起源通信电子学的调制解调技术起源于19世纪末的无线电技术。
无线电技术最早的应用是通过天线将信息以无线电波的形式传输。
最初使用的是振荡电路产生基本频率的高频信号,然后将低频信息信号调制到高频无线电波中传输。
调制解调技术的本质就是在传输电信号过程中做出适当的调制和解调。
随着20世纪的到来,人工制造、天然资源勘探等领域对通信电子技术的需求越来越大。
为了更好地满足这些领域的需求,调制解调技术不断地发展起来。
二. 调制解调技术的分类调制解调技术主要分为模拟调制解调和数字调制解调两种类型。
在模拟调制解调技术中,信号的振幅、频率和相位等特征是完全模拟的。
而在数字调制解调技术中,数字信号的数值是通过采样和量化实现的。
数字调制解调技术的应用于现代通信网络中,广泛使用于广播、卫星通信、手机网络等领域。
三. 调制解调技术的发展历程1. AM调制AM调制,在传输过程中改变信号的振幅,基于1906年美国的Reginald Fessenden所发明的广播调制技术。
这种技术是最简单的调制技术之一,能够通过简单的电路进行实现。
然而由于受噪波影响较大,调幅技术很快被调频技术取代。
2. FM调制FM调制是一种以信号的频率变化来进行调制的技术。
这种技术可以获得比调幅技术更好的音质。
FM调制是最广泛应用于广播和卫星通信中的技术之一。
3. 数字调制数字调制技术是一种将数字信号编码成模拟信号以便在物理通信媒介中传输的技术。
在越来越复杂的通信环境中,数字调制解调技术优点得到了越来越多的体现。
数字调制技术的一大优势是能够同时发送多路信号,在卫星通信中经常使用此技术。
各种调制方式解调门限解释说明1. 引言1.1 概述在通信系统中,信息的传输需要经过调制和解调的过程。
调制是将要传输的信息转换成适合在信道中传播的模拟或数字信号的过程,而解调则是将接收到的信号转换回原始信息的过程。
在这个过程中,解调门限起着关键的作用。
1.2 文章结构本文将首先介绍各种常见的调制方式,包括幅度调制(AM)和频率调制(FM)等。
然后我们将详细探讨解调门限的概念以及它在通信系统中的作用。
最后,我们将对不同调制方式下解调门限的应用进行说明。
1.3 目的本文旨在帮助读者了解不同调制方式以及解调门限在通信系统中的重要性。
通过阐述解释这些概念和原理,读者将能够更好地理解和设计通信系统,并能够正确地应用和配置解调门限来实现可靠和高效的信息传输。
2. 调制方式2.1 调制概念调制是在信号传输过程中改变信号的某些特性的过程。
通过调制,我们可以将原始信号转换为适合传输的模拟或数字信号。
调制的目的是增强信号的抗干扰能力和传输距离。
2.2 幅度调制(AM)幅度调制(AM)是一种常见的调制方式。
在AM中,载波信号的振幅根据待传输信息进行变化。
当待传输信息对应的信号值为高时,振幅较大;而当待传输信息对应的信号值为低时,振幅较小。
这样可使得待传输信息通过改变振幅而被编码到载波中。
2.3 频率调制(FM)频率调制(FM)是另一种常见的调制方式。
在FM中,载波信号的频率根据待传输信息进行变化。
当待传输信息对应的信号值高时,频率增加;而当待传输信息对应的信号值低时,频率减小。
这样可使得待传输信息通过改变频率而被编码到载波中。
注意:以上只介绍了两种常见的调制方式- 幅度调制和频率调制,并且仅涉及了它们的基本概念。
在实际应用中,还存在其他调制方式,如相位调制(PM)和正交振幅调制(QAM),它们有各自特定的应用场景。
接下来的部分将说明解调门限的概念、作用以及在不同调制方式中的应用。
3. 解调门限概念解调门限是指在通信系统中用于判断接收信号的电平高低的阈值。
调制解调的方法
调制解调是信息技术中的一种基本方法,用来将数字信号转化为模拟信号或者将模拟信号转化为数字信号,以便进行传输或存储。
通常有以下几种方法:
1.调幅解调(AM):将模拟信号和载频信号进行调制,得到调幅信号后再进行解调,得到原始模拟信号。
2.调频解调(FM):将模拟信号和载频信号进行调制,得到调频信号后再进行解调,得到原始模拟信号。
3.调相解调(PM):将模拟信号和载频信号进行调制,得到调相信号后再进行解调,得到原始模拟信号。
4.数字调制解调:将数字信号进行调制,得到数字调制信号后再进行解调,得到原始数字信号。
其中,数字调制解调涉及到了多种调制方式,如ASK、FSK、PSK、QAM等。
这些调制方式不同,但其基本原理都是通过改变载波的某些特性来携带数字信号,然后通过解调器将数字信号还原出来。
调制与解调的原理与应用一.概述调制就是使一个信号(如光、高频电磁振荡等)的某些参数(如振幅、频率等)按照另一个欲传输的信号(如声音、图像等)的特点变化的过程。
例如某中波广播电台的频率为 540kHz ,这个频率是指载波的频率,它是由高频电磁振荡产生的等幅正弦波频率。
用所要传播的语言或音乐信号去改变高频振荡的幅度,使高频振荡的幅度随语言或音乐信号的变化而变化,这个控制过程就称为调制。
其中语言或音乐信号叫做调制信号,调制后的载波就载有调制信号所包含的信息,称为已调波。
解调是调制的逆过程,它的作用是从已调波信号中取出原来的调制信号。
对于幅度调制来说,解调是从它的幅度变化提取调制信号的过程。
即从调制后的载波中分离出音乐或语言信号。
二.分类按调制信号的形式可分为模拟调制和数字调制。
用模拟信号调制称为模拟调制;用数据或数字信号调制称为数字调制。
按被调信号的种类可分为脉冲调制、正弦波调制和强度调制(如对非相干光调制)等。
调制的载波分别是脉冲,正弦波和光波等。
正弦波调制有幅度调制、频率调制和相位调制三种基本方式,后两者合称为角度调制。
此外还有一些变异的调制,如单边带调幅、残留边带调幅等。
脉冲调制也可以按类似的方法分类。
此外还有复合调制和多重调制等。
不同的调制方式有不同的特点和性能。
三.调制的原理此处介绍正弦波的调幅,调频,调相的原理。
根据所控制的信号参量的不同,调制可分为:·调幅,使载波的幅度随着调制信号的大小变化而变化的调制方式。
调幅的技术和设备比较简单,频谱较窄,但抗干扰性能差,广泛应用于长中短波广播、小型无线电话、电报等电子设备中·调频,使载波的瞬时频率随着调制信号的大小而变,而幅度保持不变的调制方式。
·调相,利用原始信号控制载波信号的相位。
这三种调制方式的实质都是对原始信号进行频谱搬移,将信号的频谱搬移到所需要的较高频带上,从而满足信号传输的需要1,抑制载波的AM最简单的调幅方案是利用带有信息的信号即调制信号对载波进行调制。
调制的名词解释调制是指在传输数据时,使得数据信号与载波信号相互结合的过程。
在通信系统中,数据信号是我们要传输的实际信息,而载波信号则是用来传输数据信号的载体。
调制的主要目的是将数据信号转换成适合传输的模拟信号,并将其与载波信号结合。
通过调制,可以将信息信号的频谱转移到高频段,以便在传输过程中减少信号衰减和干扰。
调制技术可以增加信号的传输距离、提高传输速率、提高抗干扰性能,从而有效地实现信号的可靠传输。
调制技术主要分为模拟调制和数字调制两种。
模拟调制是基于模拟信号的调制技术。
模拟信号是连续变化的信号,例如声波、视频信号等。
模拟调制通过改变载波信号的某些特性,如振幅、频率、相位等,来携带和传输模拟信号。
常见的模拟调制技术包括幅度调制(AM),频率调制(FM),相位调制(PM)等。
模拟调制技术广泛应用于无线电广播、电视广播、模拟电话等传统通信系统中。
数字调制是基于数字信号的调制技术。
数字信号是离散变化的信号,由一系列离散的数据点组成。
数字调制通过将数字信号映射到一组离散的载波信号上来携带和传输数字信号。
数字调制可分为线性调制和非线性调制两类。
线性调制包括振幅移移键控(ASK),频率移移键控(FSK),相移键控(PSK)等。
非线性调制包括正交振幅调制(QAM)等。
数字调制技术在现代通信系统中得到广泛应用,如4G、5G无线通信、数字电视、卫星通信等。
调制技术在通信系统中起着关键的作用。
通过调制,可以将原始数据信号转换为适合传输的信号,并通过传输介质(如光纤、电磁波等)进行传输。
接收端通过解调将调制信号转换回原始数据信号,完成信息传输的过程。
调制技术对于提高通信质量、增加信号传输距离、提高传输速率等方面有着重要的意义。
随着通信技术的不断发展,调制技术也在不断创新和改进,以适应不同的应用需求。
哈尔滨工业大学信息科学与工程学院通信原理实验报告姓名:XXX学号:XXX2011年7月15日一、任务与要求1.1设计任务1. 模拟调制与解调用matlab实现AM、DSB、SSB调制与解调过程。
2. 数字调制与解调用matlab实现2ASK、2FSK、2PSK调制与解调过程。
1.2设计要求1. 掌握AM, DSB, SSB 三种调制方式的基本原理及解调过程。
2. 掌握2ASK, 2FSK, 2PSK 三种调制方式的基本原理及解调过程。
3. 学习MATLAB软件,掌握MA TLAB各种函数的使用,能将调制解调过程根据调制解调过程的框图结构,用matlab程序实现,仿真调制过程,记录并分析仿真结果。
4. 对作出的波形和曲线进行分析和比较,讨论实际值和理论值的误差原因和改进方法。
二、设计原理(1)模拟调制与解调DSB调制属于幅度调制。
幅度调制是用调制信号去控制高频载波的振幅,使其按调制信号的规律而变化的过程。
设正弦型载波c(t)=Acos(wc*t),式中:A为载波幅度, wc为载波角频率。
根据调制定义,幅度调制信号(已调信号)一般可表示为:f(t)=Am(t)cos(t)(公式1-1),其中,m(t)为基带调制信号。
设调制信号m(t)的频谱为M(),则由公式1-1不难得到已调信号(t)的频谱。
在波形上,幅度已调信号随基带信号的规律呈正比地变化;在频谱结构上,它的频谱完全是基带信号频谱在频域内的简单搬移。
如果在AM调制模型中将直流去掉,即可得到一种高调制效率的调制方式—抑制载波双边带信号(DSB—SC),简称双边带信号。
其时域表达式为f(t)=m(t)cos(t)式中,假设的平均值为0。
DSB的频谱与AM的谱相近,只是没有了在处的函数,即f()=[M(w-wc)+M(w+wc)]其典型波形和频谱如图1-1所示:图1-1 DSB 调制典型波形和频谱与AM 信号比较,因为不存在载波分量,DSB 信号的调制效率是100,即全部效率都用于信息传输。
解调是调制的逆过程,其作用是从接收的已调信号中恢复原基带信号(即调制信号)。
解调的方法可分为两类:相干解调和非相干解调(包络检波)。
相干解调,也称同步检波,为了无失真地恢复原基带信号,接收端必须提供一个与接收的已调载波严格同步(同频同相)的本地载波(称为相干载波),它与接受的已调信号相乘后,经低通滤波器取出低频分量,即可得到原始的基带调制信号。
包络检波器就是直接从已调波的幅度中提取原调制信号,通常由半波或全波整流器和低通滤波器组成。
由于DSB 信号的包络不再与调制信号的变化规律一致,因而不能采用简单的包络检波来恢复调制信号。
DSB 信号解调时需采用相干解调。
DSB 相干解调性能分析模型如图1-3所示:图1-3 DSB 相干解调性能分析模型设解调器输入信号为(t)= m(t)cos(t),与相干载波cos(t)相乘后,得m(t)t)=m(t)+m(t)cos(t),经低通滤波器后,输出信号为:m(t)。
DSB 调制系统的调制制度增益为G=2,也就是说,DSB 信号的解调器使信噪比改善一倍。
带通滤波器s m (t )s m (t )n (t )n i (t )m o (t )n o (t )低通滤波器cos ωc t +cos ω0t O ttO m (t )s DSB (t )Ot O -ωcωcωM (ω)OωωH-ωHS DSB (ω)O-ωcωcω载波反相点2ωH(2)数字调制与解调2ASK:振幅键控是利用载波的幅度变化来传递数字信息,而其频率和初始相位保持不变。
2ASK中载波的幅度只有两种变化状态,分别对应二进制信息“0”或“1”。
2ASK信号的产生方法通常有两种:模拟调制和键控法。
模拟调制法ASK相当于模拟信号中的调幅,只不过与载频信号相乘的是二进制数码;键控法由于调制信号只有0或1两个电平,相乘的结果相当于将载频或者关断,或者接通,它的实际意义是当调制的数字信号为“1”时,传输载波;当调制的数字信号为“0”时,不传输载波。
解调有相干解调和非相干解调。
2ASK信号的一般表达式为错误!未找到引用源。
(t)=s(t)cos错误!未找到引用源。
t其中s(t)为0、1比特序列,即基带信号。
2FSK:一个FSK信号可以看成是两个不同载波的2ASK信号的叠加。
其调制和解调方法和ASK差不多。
由调频法产生的2FSK信号在相邻码元之间的相位是连续变化的,而键控法产生的信号,由电子开关在两个独立频率之间转换形成,故相邻码元间相位不一定连续。
这里的抽样判决时直接比较两路信号抽样值的大小,可以不专门设置门限。
2FSK信号的一般表达式为2PSK:2PSK以载波的相位变化作为参考基准的,当基带信号为0时相位相对于初始相位为0,当基带信号为1时相对于初始相位为180°。
解调只能用相干解调法,原因在下文解释。
2PSK信号的时域表达式为错误!未找到引用源。
(t)=Acos错误!未找到引用源。
t+错误!未找到引用源。
)其中,错误!未找到引用源。
表示第n个符号的绝对相位:错误!未找到引用源。
=错误!未找到引用源。
即错误!未找到引用源。
2ASK相干解调:1)将随机的二进制比特序列0、1用2ASK调制到较高载频上,下图为前8 个比特所对应的时域波形:2)写出通过高斯白噪声信道后的解调框图,并给出判决前的观测值的数学表达式:a)通过高斯白噪声信道后的相干解调器的框图:b) 判决前的观测值的数学表达式:其中,a为信号成分,为通过滤波器后的信号幅度,本题中比1略小,n (t)是高斯白噪声。
x(t)也是一个高斯随机过程,均值分别为a(发“1”时)和0(发“0”时),方差同n (t)。
3)调制解调和判决过程①ASK调制,加入高斯白噪声的波形:②通过带通滤波器和相乘器的波形:③通过低通滤波器和抽样判决器的波形:2FSK相干解调:1)将随机的二进制比特序列0、1用2FSK调制到较高载频上,下图为前8 个比特所对应的时域波形:2)写出通过高斯白噪声信道后的解调框图,并给出判决前的观测值的数学表达式:a)通过高斯白噪声信道后的相干解调器的框图:b) 判决前的观测值的数学表达式:其中,a为信号成分,为通过滤波器后的信号幅度,本题中比1略小,近似为1。
nc1(t)和nc2(t)均为低通型高斯噪声,其均值为0,方差相等,为输入噪声nc(t)的方差。
3)判决过程①FSK调制,加入高斯白噪声的波形:②通过带通滤波器和相乘器的波形:③通过低通滤波器和抽样判决器的波形:2PSK相干解调:1)将随机的二进制比特序列0、1用2ASK调制到较高载频上,下图为前8 个比特所对应的时域波形:2)写出通过高斯白噪声信道后的解调框图,并给出判决前的观测值的数学表达式:a)通过高斯白噪声信道后的相干解调器的框图:b) 判决前的观测值的数学表达式:其中,a为信号成分,为通过滤波器后的信号幅度,本题中比1略小,近似1,n (t)是高斯白噪声。
x(t)也是一个高斯随机过程,均值分别为a(发“1”时)和-a(发“0”时),方差同n (t)。
3)判决过程①PSK调制,加入高斯白噪声的波形:②通过带通滤波器和相乘器的波形:③通过低通滤波器和抽样判决器的波形:三、部分matlab程序:1.模拟调制与解调fs=2000000; %采样频率dt=1/fs;t=0:dt:1;fm=2000;B=fm;fc=1000000;mc=cos(2*pi*fc*t);mt=cos(2*pi*fm*t);s_am=(2+mt).*mc;s_dsb=mt.*mc;s_ssb=0.5*cos(2*pi*(fc-fm)*t);s_am1=s_am.*mc; %AM信号相干解调[f,cam]=T2F(t,s_am1);[t,s_am1]=LPF(f,cam,B);s_dsb1=s_dsb.*mc; %AM信号相干解调[f,cdsb]=T2F(t,s_dsb1);[t,s_dsb1]=LPF(f,cdsb,B);s_ssb1=s_ssb.*mc; %AM信号相干解调[f,cssb]=T2F(t,s_ssb1);[t,s_ssb1]=LPF(f,cssb,B);figure(1)subplot(311);plot(t,mc);title('载波信号波形');axis([0 0.01 -1 1]);subplot(312);plot(t,mt);title('基带信号波形');axis([0 0.01 -1 1]);subplot(313);plot(t,s_am);title('AM信号波形');axis([0 0.01 -3 3]);figure(2)subplot(211);plot(t,s_dsb);title('DSB信号波形');axis([0 0.01 -1 1]);subplot(212);plot(t,s_ssb);title('SSB信号波形');axis([0 0.0001 -1 1]);figure(3)subplot(311);plot(t,s_am1);title('AM解调信号波形');axis([0 0.01 -1 1]);subplot(312);plot(t,s_dsb1);title('DSB解调信号波形');axis([0 0.01 -1 1]);subplot(313);plot(t,s_ssb1);title('SSB解调信号波形');axis([0 0.01 -1 1]);2.数字调制与解调:%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% ASK调制st=[1 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1]; % 原始输入序列信号f=200; % 载波频率t=0:2*pi/99:2*pi;cp=[];mod=[];bit=[];bit1=[]; % 存储器 cp:存储原始储原始的信号,之后与载波相乘完成调制;mod:存储载波信号,与原始信号相乘完成调制for n=1:length(st);if st(n)==0;die=zeros(1,100);se=zeros(1,100);else st(n)==1;die=ones(1,100);se=ones(1,100);endc=sin(f*t);cp=[cp die];mod=[mod c]; % mod中存储的是载波信号载波信号bit=[bit se];endask2=cp.*mod;%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% ASK解调asks=ask2.*mod; % ASK相干解调[a,b]=butter(3,0.05);askf=filter(a,b,asks); % ASK相干解调信号送入号送入低通滤波器%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 抽样for n=40:100:100*length(st)if askf(n)>0.3;se=ones(1,100);else askf(n)<0.3;se=zeros(1,100);endbit1=[bit1 se];End。