什麼是調製?

在之前的文章中,我們曾多次講到電磁波的美妙,但是有了電磁波就可以通訊了嗎?

No,我們要把資訊載入到電磁波上,這個電磁波就可以作為資訊的載體來工作了。可是信號是怎麼載入到電磁波上的呢?

這就是我們今天的主題:調製。

今天介紹幾種最基本的信號調製方式。雖然在現在的通訊制式中,這些調製方式有很多的不足,但是作為信號入門的基礎,我們不妨再花點時間複習一下。

AM:Amplitude Modulation,幅度調製,顧名思義,這種調製方式改變的是信號的幅度或者強度。

幅度調製是第一種用於廣播聲音的調製類型。今天,其他形式的調製正被越來越多地使用,但幅度調製仍在廣泛使用。

FM:Frequency modulation,頻率調製,這種調製方式改變的是信號的頻率。

頻率調製的優點是可以限制信號上的幅度噪聲,因為只有頻率變化才能攜帶所需的資訊。這可以通過使信號通過一個進入限制的階段來實現,從而消除可能是噪聲和一般信號變化的結果的幅度變化。

如果有足夠的信號使某個階段進入限制狀態,則任何信號強度變化都不會改變解調音訊的電平,假設正在傳輸音訊。因此,調製形式已被用於許多應用,包括高質量的模擬聲音廣播。

PM:Phase modulation,相位調製,相位調製根據調製信號改變載波的相位。

相位調製和頻率調製有許多相似之處並且是相互聯繫的——一個是另一個的差分。然而,相位調製適用於資料傳輸,因此近年來它的使用迅速增長。

每種調製方式都有其自身的優點和缺點,因此它們都用於不同的無線電通訊應用中。

除了調製或調製技術的三種主要基本形式外,每種類型還有許多變體。同樣,這些調製技術用於各種應用,一些用於模擬應用,而另一些用於數字應用。

角度調製

角度調製是基於改變正弦載波的角度或相位的調製形式的名稱。使用角度調製,載波的幅度沒有變化。屬於角度調製類別的兩種調製形式是頻率調製和相位調製。

兩種類型的角度調製,即頻率調製和相位調製是相互關聯的,因為頻率是相位的導數,即頻率是相位的變化率。

另一種看待這兩種調製類型之間聯繫的方法是,可以通過首先對調製波形進行積分然後將結果用作相位調製器的輸入來生成頻率調製信號。相反,可以通過首先對調製信號進行微分,然後將結果用作頻率調製器的輸入來生成相位調製信號。

調製組合

可以使用結合幅度和角度調製分量的調製形式。以這種方式可以獲得性能的增強。

  • 正交幅度調製,QAM: 使用這種形式的資訊幅度和相位資訊用於承載信號。資料被調製到信號的同相和正交元素上:I&Q 和星座在兩個平面上形成多個點。

  • 幅度和相位篩選鍵控,APSK: 與 QAM 相比,使用 APSK,可以安排星座以最佳化峰值與平均功率比,並且可以設置更少的幅度級別。這使射頻功率放大器能夠更有效地工作。

信號頻寬

任何信號的一個關鍵要素是它佔用的頻寬。這很重要,因為它定義了所需的頻道頻寬,因此定義了在給定無線電頻譜段內可以容納的頻道數量。

隨著無線電頻譜壓力的增加,無線電信號頻寬是任何類型無線電發射或傳輸的重要特徵。

頻寬由兩個主要特徵控制:

  • 調製類型:某些調製形式比其他形式更有效地利用其頻寬。因此,在頻譜使用很重要的情況下,僅此一項就可能決定調製的選擇。

  • 調製信號的頻寬:稱為夏農定律的定律決定了信號可以傳輸的最小頻寬。一般來說,調製信號的頻寬越寬,所需的頻寬就越寬。

調製信號類型

在選擇要使用的調製類型時,有必要查看每種調製類型的優缺點。AM和FM廣泛用於模擬聲音傳輸,而相移鍵控和正交幅度調製通常用於傳輸數字資料。

我們把幅度調製和頻率調製放到一起,大家來觀察一下他們之間的區別。

Source

Visited 3 times, 1 visit(s) today
Subscribe
Notify of
guest
0 Comments
Most Voted
Newest Oldest
Inline Feedbacks
View all comments
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x