通信電路 沈偉慈 第9章

1、第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 9.1 概概 述述 9.2 數(shù)字振幅調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字振幅調(diào)制與解調(diào)電路9.3 數(shù)字相位調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字相位調(diào)制與解調(diào)電路9.4 數(shù)字頻率調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字頻率調(diào)制與解調(diào)電路9.5 集成電路實例介紹集成電路實例介紹9.6 章末小結(jié)章末小結(jié)習(xí)習(xí) 題題第第9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 9.1 概概 述述 采用數(shù)字信號對載波進(jìn)行調(diào)制， 稱為數(shù)字調(diào)制。 數(shù)字調(diào)制信號可以是二進(jìn)制的， 也可以是多進(jìn)制的。 本書僅討論二進(jìn)制數(shù)字信號的調(diào)制與解調(diào)。 載波一般仍采用正弦波信號。第第9 9章

2、章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 與模擬調(diào)制相同， 數(shù)字調(diào)制仍然是用數(shù)字調(diào)制信號（或稱為數(shù)字基帶信號）去分別控制正弦載波的振幅、 頻率或相位三個參量。 但是， 由于數(shù)字信號僅有高、 低電平兩個離散狀態(tài)， 因此可以用正弦載波的某些離散狀態(tài)來表示相應(yīng)的數(shù)字信息“1”或“0”， 例如載波的有或無， 兩種載波頻率的跳變或載波兩種相位的跳變等等。 數(shù)字調(diào)制的三種基本類型仍然是振幅調(diào)制、 頻率調(diào)制和相位調(diào)制， 而每種基本類型又包括多種實現(xiàn)方式。第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 因為數(shù)字基帶信號是編碼后產(chǎn)生的二進(jìn)制隨機(jī)矩形信號， 且往往具有直流和豐富的低頻分量， 所以分析它的頻譜

3、應(yīng)該采用功率頻譜， 這一點是和模擬調(diào)制與解調(diào)時不一樣的。 另外， 數(shù)字振幅調(diào)制與解調(diào)、 數(shù)字相位調(diào)制和解調(diào)以及相位不連續(xù)數(shù)字頻率調(diào)制與解調(diào)等幾種方式屬于線性頻率變換（或稱為線性調(diào)制與解調(diào)）， 相位連續(xù)數(shù)字頻率調(diào)制與解調(diào)等方式屬于非線性頻率變換（或稱為非線性調(diào)制與解調(diào)）， 這一點也和模擬調(diào)制/解調(diào)有些差別。 第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 數(shù)字調(diào)制和解調(diào)涉及到的基本電路有放大器、 濾波器、 乘法器、 振蕩器、 平衡調(diào)制器、 檢波器、 限幅器、 90相移器、 加法器、 載波提取電路、 同步信號提取電路、 微分或積分電路、 取樣判決電路和延時電路等等。 這些電路中大部分是模擬電

4、路， 且在本書前幾章已經(jīng)介紹過了； 少部分是數(shù)字電路， 在“數(shù)字電路”課程中也已經(jīng)學(xué)習(xí)過了。 所以， 本章主要以方框圖的形式對有關(guān)數(shù)字調(diào)制和解調(diào)電路進(jìn)行討論， 一般不再涉及內(nèi)部的具體電路。第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 數(shù)字調(diào)制技術(shù)的優(yōu)點在于抗干擾和噪聲的能力強(qiáng)， 可以同時傳輸各種不同速率或帶寬的信號（例如聲音、 圖像和數(shù)據(jù)信號等等）， 易于采用加密的方式傳送信息。 但是， 由于數(shù)字基帶信號的頻譜較寬， 因此如何充分有效地利用有限的頻帶是數(shù)字調(diào)制中重要的研究課題， 這也是許多種調(diào)制方式產(chǎn)生的原因。 限于篇幅， 本章僅介紹了其中一些典型的調(diào)制和解調(diào)方式。第第9 9章章 數(shù)字

5、調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 9.2 數(shù)字振幅調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字振幅調(diào)制與解調(diào)電路 1. ASK信號的表達(dá)式、信號的表達(dá)式、 波形、波形、 功率頻譜和帶寬功率頻譜和帶寬 設(shè)載波信號為uc（t）=cosct （此為振幅歸一化信號， 以后各信號類似）， c=2fc， 數(shù)字基帶信號為單極性隨機(jī)矩形脈沖序列 ， 則ASK信號可寫成( )()nsns ta g tnT( )()cosAKnscnuta g tnTt（9.2.1） 第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 其中， g（t）是碼元寬度為Ts， 高度為1的非歸零碼矩形脈沖， an為二進(jìn)制隨機(jī)變量， 且有 0 出現(xiàn)概率為P an

6、= 1 出現(xiàn)概率為1-P 根據(jù)隨機(jī)信號分析的知識， s（t）的功率頻譜密度表達(dá)式為 第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 圖9.2.1 ASK信號波形 第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 根據(jù)隨機(jī)信號分析的知識， s（t）的功率頻譜密度表達(dá)式為 （9.2.2） 其中， fs=1/Ts=s/2， 門函數(shù)g（t）的頻譜即其傅氏變換為2222( )(1)( )(1)(0)( )sssP ff PP G ffPGfsin( )()sssfTG fTfT第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 可見， Ps（f）中前一項含有直流分量和連續(xù)交流分量， 后一項是

7、離散直流分量。 ASK信號uAK（t）的雙邊功率頻譜密度表達(dá)式為222221( )(1)()41(1)(0)()()4AKsccsccPff PPG ffG fffPGffff (9.2.3) 圖9.2.2和圖9.2.3分別給出了s（t）和uAK（t）的功率頻譜。 因為對稱， 故只畫出了uAK（t）的單邊功率頻譜。第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 圖9.2.2 s（t）功率頻譜第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 圖9.2.3 ASK信號單邊功率頻譜第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 由圖9.2.2和圖9.2.3可以看出， 振幅鍵控是將數(shù)字

8、基帶信號的功率頻譜從位于直流附近的較低頻段線性搬移到了位于載頻附近的較高頻率段，且振幅鍵控信號包含了離散的載頻分量。 這些與模擬普通調(diào)幅的原理是一致的。根據(jù)數(shù)字基帶信號和振幅鍵控信號功率頻譜的特點， 通常將它們的帶寬以功率頻譜的主瓣寬度來定義，C稱為“譜零點帶寬”， 因為功率頻譜主瓣里包含了大部分信號功率。 由圖9.2.2和圖9.2.3可見， 振幅鍵控信號的帶寬為2fs， 是數(shù)字基帶信號帶寬的兩倍。 這一點也與模擬普通調(diào)幅相同。第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 2.振幅鍵控信號的產(chǎn)生和解調(diào) 常用的ASK調(diào)制方法有兩種：相乘法和通斷鍵控法（OnOff Keying， 簡稱OO

9、K）， 如圖9.2.4所示。 前一種方法的原理和模擬振幅調(diào)制的相乘法原理相同。 后一種方法的原理從ASK信號的時域波形可以很容易理解， 即s（t）=1時控制開關(guān)閉合， 輸出載波信號； s（t）=0時控制開關(guān)斷開， 輸出信號為0。第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 圖9.2.4 ASK調(diào)制方式 （a） 相乘法； （b）通斷鍵控法第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 ASK解調(diào)通常也有兩種方法： 包絡(luò)檢波與同步檢波， 與模擬普通調(diào)幅波的解調(diào)基本相同。 但是， 由于數(shù)字振幅解調(diào)時從低通濾波器取出的僅僅是數(shù)字基帶信號中的低頻分量， 其波形還不是矩形脈沖序列， 因此還必

10、須在每個碼元的中間位置進(jìn)行取樣判決， 才能恢復(fù)出發(fā)送端的數(shù)字基帶信號。 ASK的主要優(yōu)點是實現(xiàn)簡單， 缺點是頻帶利用率和功率利用率不高。 采用類似于模擬振幅調(diào)制的單邊帶方式和殘留邊帶方式雖然可以有所改善， 但后來逐漸被正交雙邊帶調(diào)制方式代替了。第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 9.3 數(shù)字相位調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字相位調(diào)制與解調(diào)電路 9.3.1 相移鍵控相移鍵控 1. PSK信號的表達(dá)式、信號的表達(dá)式、 波形、波形、 功率頻譜和帶寬功率頻譜和帶寬 設(shè)載波為uc（t）=cosct， 數(shù)字基帶信號仍為 ， 則相移鍵控（Phase Shift Keying， 簡稱PSK）信號為( )

11、()nsns ta g tnT( )() cosPKnscnutb g tnTt(9.3.1) 第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 圖9.3.1給出了s（t）、 uc（t）和uPK（t）的波形圖。其中 bn= -1 當(dāng)an=0時， 出現(xiàn)概率為P 1 當(dāng)an=1時， 出現(xiàn)概率為1-P （9.3.2） 第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 圖9.3.1 PSK和DPSK信號波形第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 uPK(t)的雙邊功率頻譜密度表達(dá)式為22222( )(1)()()1(12 )(0)()()4PKsccsccPff PPG ffG

12、fffPGffff 從式（9.3.1）和圖9.3.1可以看出， PSK波形在s（t）中碼元“1”和“0”起始時刻的初相位分別是0和， 所以在每兩個碼元的交替時刻可能存在著相位突變， 這與Ts和Tc（Tc=1/fc）之間的大小有關(guān)。第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 比較式（9.3.3）和式（9.2.3）， 可見PSK和ASK的功率頻譜幾乎相同， 也是一種線性頻譜搬移。 除了各頻率分量的大小略有不同外， 最大的區(qū)別在于當(dāng)P=0.5， 即s（t）中“1”碼與“0”碼的概率相同時， PSK的功率頻譜中無載頻分量， 此時的PSK相當(dāng)于抑制載波的雙邊帶調(diào)制， 功率利用率較高。 PSK的

13、帶寬也是以“譜零點帶寬”來定義的， 它的帶寬也是2fs。第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 2. PSK信號的產(chǎn)生和解調(diào)信號的產(chǎn)生和解調(diào) PSK信號的產(chǎn)生有調(diào)相法和相位選擇法兩種， 如圖9.3.2所示。第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 圖9.3.2 PSK調(diào)制方式 （a）調(diào)相法； （b）相位選擇法第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 ()nsnb g tnT調(diào)相法是采用二極管平衡調(diào)制器或乘法器進(jìn)行調(diào)制的方法，其原理和模擬普通調(diào)幅的原理相似， 不過先需要將單極性信號s（t）變換成雙極性信號 。 其中bn滿足式（9.3.2）。 從式（9.3.1

14、）可以看出， PSK信號是雙極性信號作用下的調(diào)幅信號。相位選擇法是用s（t）控制兩個門電路， 分別選擇讓不同初相位的載波輸出， 然后用加法器將它們組合后形成PSK信號。 s（t）=0時， 門1導(dǎo)通， 門2關(guān)閉； s（t）=1時， 門1關(guān)閉，門2導(dǎo)通。第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 由于PSK信號中可能不存在載波信號， 因此通常情況下將其視為抑制載波的雙邊帶信號， 因而只能采用同步檢波的方法， 如圖9.3.3所示。 與ASK信號的解調(diào)相同， PSK信號的解調(diào)仍然必須采用取樣判決電路。 PSK的最大缺點是容易因“相位模糊”而產(chǎn)生解調(diào)出錯。 在PSK信號解調(diào)時， 最關(guān)鍵的一點在

15、于載波提取。 采用8.4.3節(jié)介紹的平方環(huán)電路可以從PSK信號中提取載波， 但這種方法可能產(chǎn)生載波的“相位模糊”。 如果載波的初相位發(fā)生180的錯誤， 則取樣判決后的碼元信息將完全相反。 所以PSK很少應(yīng)用。第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 圖9.3.3 PSK信號同步檢波第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 ( )()cnsns tc g tnT( )()dnsnstd g tnT9.3.2 差分相移鍵控差分相移鍵控 差分相移鍵控（Differential Phase Shift Keying，簡稱DPSK）克服了“相位模糊”帶來的的缺點， 具有廣泛的應(yīng)用

16、場合。 DPSK信號與PSK信號的區(qū)別僅僅是， 在調(diào)制前先要將數(shù)字基帶信號s（t）通過差分編碼電路轉(zhuǎn)變?yōu)閱螛O性差分碼基帶信號 ， 再將sc（t）轉(zhuǎn)變?yōu)殡p極性差分碼基帶信號sd(t)， ，也就是說， 將單極性絕對碼序列an轉(zhuǎn)變成雙極性差分碼序列dn。 第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 其中d n= -1 當(dāng)cn=0時 1 當(dāng)cn=1時 且有 cn=an cn-1 (9.3.4) DPSK信號波形如圖9.3.1所示。第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 由圖可見，DPSK信號波形與PSK信號波形不同， 它不是以每一碼元起始時刻的相位是“0”或是“”來表示其信息是

17、“1”或是“0”， 而是以每一碼元起始時刻相位是否有180跳變來表示其信息（有跳變是“1”， 無跳變是“0”）。 所以， DSPK信號解調(diào)時不需要某一個固定的載波相位初始值。 只要相鄰碼元的載波相位關(guān)系不發(fā)生錯誤， 即使接收端提取的載波與發(fā)送端載波有180的初始相位誤差， 也能進(jìn)行正確解調(diào)。第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 設(shè)差分譯碼電路輸出yn與輸入xn的關(guān)系式為 yn=xn xn-1 （9.3.5） 若接收端產(chǎn)生的載波初相位正確， 則解調(diào)后能得到單極性差分碼序列cn， 即xn=cn， 代入式（9.3.5）和（9.3.4）， 可求得 yn=cn cn-1=an cn-1

18、cn-1=an 0=an 若接收端產(chǎn)生的載波初相位與發(fā)送端反相， 即xn=cn ， 則有 yn=cn cn-1 =cn cn-1=an第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 所以， 無論是否出現(xiàn)載波的“相位模糊”， 接收端經(jīng)過差分譯碼后都能恢復(fù)原始基帶信號序列an。 如果將sd （t）代替s（t）作為數(shù)字基帶信號， 則DPSK信號的功率頻譜、 帶寬與PSK相同。 DPSK信號解調(diào)方法主要有以下兩種。 （1） 先采用PSK信號解調(diào)方式對DPSK信號進(jìn)行解調(diào)， 得到sc（t）， 然后再經(jīng)過差分譯碼電路輸出原始基帶信號s（t）。第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 圖9

19、.3.4 DPSK信號的一種解調(diào)方法： 相位比較法第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 （2） 將DPSK信號延遲一個碼元間隔Ts，然后比較兩個相鄰碼元的載波相位差而得到s（t）， 如圖9.3.4所示。 若相鄰碼元的載波相位差為0（即無跳變）， 則相乘后有cosctcosct=（1+cos2ct）/2， 經(jīng)低通濾波器后輸出正的直流分量； 若相鄰碼元的載波相位差為（即有跳變）， 則相乘后有cosctcos(ct+)=-（1+cos2ct）/2， 經(jīng)低通濾波器后輸出負(fù)的直流分量。 然后經(jīng)取樣判決后得出正電壓為“0”， 負(fù)電壓為“1”。 顯然，這就是原始數(shù)字基帶信號s（t）的碼元，

20、不需要再進(jìn)行差分譯碼了。 但是， 這種方法的困難在于如何精確地將接收信號延遲Ts時間。第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 【例9.1】 已知數(shù)字基帶信號序列s(t)=1 1 0 1 0 0 1 0 1， Ts=10 s， 載波頻率fc=200 kHz， 畫出對應(yīng)的uPK(t)和uDPK（t）波形。 若接收端提取的載波產(chǎn)生了180相移， PSK信號和DPSK信號解調(diào)后的數(shù)字基帶信號序列有什么不同？畫出有關(guān)波形。解：解： 圖9.3.5中（a）、（b）分別是發(fā)送端載波和s（t），（c）、（e）分別是對應(yīng)的PSK信號和DPSK信號波形圖， （f）是與發(fā)送端載波反相的載波波形圖，（g）

21、、（h）和（j）分別是PSK信號與反相后的載波相乘、 低通濾波和取樣判決后恢復(fù)的基帶信號波形圖，（k）、（l）、 （m）和（n）分別是DPSK信號與反相后的載波相乘、 低通濾波、 取樣判決和差分譯碼后恢復(fù)的基帶信號波形圖。第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 圖9.3.5例9.1圖第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 數(shù)字頻率調(diào)制的基本方式是頻移鍵控（Frequency Shift Keying,簡稱FSK ）， 其中又分成相位不連續(xù)頻移鍵控（Discrete Phase FSK， 簡稱DPFSK）和相位連續(xù)頻移鍵控（Continuous Phase FSK，

22、簡稱CPFSK）兩種。 在CPFSK的基礎(chǔ)上， 又產(chǎn)生了多種新的調(diào)制方式， 如MSK、 GMSK等。 除了DPFSK屬于線性調(diào)制外， CPFSK、 MSK和GMSK等均屬于非線性調(diào)制。9.4 數(shù)字頻率調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字頻率調(diào)制與解調(diào)電路第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 9.4.1 相位不連續(xù)頻移鍵控相位不連續(xù)頻移鍵控 1. DPFSK信號的表達(dá)式、信號的表達(dá)式、 波形、波形、 功率頻譜和帶寬功率頻譜和帶寬 設(shè)兩個正弦信號分別為u1(t)=cos1t和u2(t)=cos2t， 數(shù)字基帶信號為 ， 則DPFSK信號為( )()nsns ta g tnT12( )() cos()

23、() cos()DFKnsnnsnnnuta g tnTta g tnTt (9.4.1) 其中， an的定義與式（9.2.1）相同， 且an 是an的反碼， n、 n分別是第n個碼元期間對應(yīng)的兩個正弦信號的初相位。第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 可見， DPFSK信號是用兩個不同角頻率1、 2（或不同頻率f1、 f2）的正弦波來分別傳送相應(yīng)的兩個不同信息“0”和“1”， 兩個不同正弦波的振蕩波形銜接時， 它們的相位一般是不連續(xù)的， 即n與n沒有關(guān)聯(lián)， n為不同值時n（或n）相互之間也無關(guān)聯(lián)， 如圖9.4.1所示。 第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 圖

24、9.4.1 DPFSK信號波形 第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 根據(jù)式（9.4.1）， DPFSK信號可以看成是兩個ASK信號的疊加， 其功率頻譜密度表達(dá)式為2211222222211222221(1)()()41(1)()()41(1)(0)()()41(0)()()4DFKssssPf PPG ffG fff PPG ffG fff PPGfffff P Gffff (9.4.2) 第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 圖9.4.2分別給出了h為不同值時DPFSK信號的單邊功率頻譜。 設(shè)f2f1。 定義頻移鍵控指數(shù)為 21sffhf （9.4.3） 第

25、第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 圖9.4.2 DPFSK信號單邊功率頻譜第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 由式（9.4.2）和圖9.4.2可以看出， DPFSK信號功率頻譜具有以下幾個特點。 （1） DPFSK信號功率頻譜由兩個雙邊帶連續(xù)頻譜和離散頻譜組成， 離散頻譜的位置處于f1、 f2處， 可以看成是兩個ASK信號功率頻譜的疊加。 （2） 若h值逐漸減小， 即兩個正弦波頻率f1、 f2的差值逐漸減小， 則組成DPFSK信號的兩個雙邊帶頻譜將逐漸靠攏疊加。 參照ASK信號帶寬的定義， 可以得出DPFSK信號的帶寬BW=|f2-f1|+2fs， 比ASK

26、、 PSK和DPSK信號的帶寬要寬一些。 第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 圖9.4.3 DPFSK信號調(diào)制方法第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 2. DPFSK信號的產(chǎn)生和解調(diào)信號的產(chǎn)生和解調(diào) DPFSK信號的產(chǎn)生通常采用頻率鍵控法， 其原理方框圖見圖9.4.3。 頻率鍵控法是用s（t）控制開關(guān)電路分別接通兩個正弦波振蕩器的輸出， 將它們相加后得到uDFK（t）。一方面， DPFSK信號可看成是兩個ASK信號的疊加， 所以可采用ASK信號的解調(diào)方式（如包絡(luò)檢波和同步檢波）進(jìn)行解調(diào)， 不過需要先用兩個帶通濾波器分別取出兩個正弦信號， 然后分別進(jìn)行檢波后再

27、作取樣判決， 從而恢復(fù)出原數(shù)字基帶信號。 另一方面， 作為頻率調(diào)制的DPFSK信號也可以采用模擬鑒頻法等頻率解調(diào)的方法。第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 采用第一種解調(diào)方式時， 為了便于用濾波器分離出兩個正弦信號， DPFSK信號的兩個頻率f1和f2之間的頻差應(yīng)該足夠大， 使其兩部分頻譜的疊加部分足夠少。 如果采用兩個帶通濾波器進(jìn)行分路的解調(diào)方法， 通常取|f2-f1|=4fs， 因此相應(yīng)帶寬BW=6fs， 是ASK信號帶寬的3倍。 DPFSK信號解調(diào)方法的原理方框圖如圖9.4.4所示。 由于DPFSK信號在不同碼元交替時刻相位不連續(xù)， 將造成相位突變， 導(dǎo)致較強(qiáng)的高頻諧波

28、分量產(chǎn)生， 形成較明顯的雜波干擾。 第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 圖9.4.4 DPFSK信號解調(diào)方法 (a) 包絡(luò)檢波; (b) 同步檢波; (c) 鎖相鑒頻 第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 （9.4.4）uCFKn（t）=cos(c+)t+n nTst(n+1)Ts; n=0，1，29.4.2 相位連續(xù)頻移鍵控相位連續(xù)頻移鍵控CPFSK 1. CPFSK信號的表達(dá)式、波形、功率頻譜和帶寬信號的表達(dá)式、波形、功率頻譜和帶寬 CPFSK信號仍然可以用式（9.4.1）表示，不同之處在于，n與n不僅與其序號有關(guān)，而且相互之間應(yīng)有一定關(guān)系，保證在相鄰碼元

29、交替時刻，前后兩個正弦波的相位相同，從而實現(xiàn)相位連續(xù)。根據(jù)相位連續(xù)的特點，CPFSK信號在第n個碼元期間的表達(dá)式可以寫成第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 當(dāng)bn=1時， 當(dāng)bn=-1時， 2122scschh(9.4.5) 其中， =bn(2-1)/2， bn的定義同式（9.3.2）， 表明是雙極性數(shù)字基帶信號。 c=2fc=（1+2）/2， 1=2f1和2=2f2分別是兩個正弦信號角頻率， 且有21。 n是第n個碼元期間CPFSK信號表達(dá)式的相位常數(shù)。 根據(jù)式（9.4.3）可得到第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 由于在t=nTs時刻相位連續(xù)， 故相鄰兩

30、個碼元期間信號的相位在t=nTs時相等， 滿足1111()()22()nsnsscncnnnnnbhb hnTnTnhbb所以 當(dāng)bn=bn-1時， n=n-1當(dāng)bnbn-1時， n=n-12nh (9.4.6) 第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 CPFSK信號也可以表示為一個瞬時頻率受雙極性數(shù)字基帶信號 控制的調(diào)頻信號, 即( )()bnsns tb g tnT0( )cos( )tCFKcfbuttksd（9.4.7） CPFSK信號波形如圖9.4.5所示。 第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 圖9.4.5 CPFSK信號波形第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與

31、解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 由式（9.4.7）可知， CPFSK類似于模擬調(diào)頻， 是非線性調(diào)制。 CPFSK信號的功率頻譜分析很復(fù)雜， 圖9.4.6給出了在頻移鍵控指數(shù)h取不同值時相對應(yīng)的單邊功率頻譜。第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 圖9.4.6 CPFSK信號單邊功率頻譜第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 由圖9.4.6可以看出， CPFSK信號功率頻譜具有以下幾個特點。 （1） 功率頻譜由對稱于fc的連續(xù)頻譜組成。 （2） 若h值逐漸減小，即兩個正弦波頻率的差值逐漸減小，則功率頻譜將逐漸向fc收縮，其大致形狀從雙主峰變成馬鞍形，再變成單主峰； 若h值

32、逐漸增大，則功率頻譜將逐漸擴(kuò)展，并向f1、f2兩個頻率點集中；當(dāng)h值較大時，將與DPFSK信號功率頻譜特性基本相似。CPFSK信號的帶寬在h值較大時（h2），約為|f2-f1|+2fs=（h+2)fs；在h值較小時，約為2fs左右；在h=0.60.7時，約為1.5fs。所以，CPFSK信號的帶寬可以比DPFSK信號的帶寬窄。第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 2. CPFSK信號的產(chǎn)生和解調(diào)信號的產(chǎn)生和解調(diào) 由式（9.4.7）可知， CPFSK信號的產(chǎn)生和解調(diào)可以采用第7章介紹的模擬FM信號調(diào)頻和鑒頻的方法。第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 ( )cos

33、()(1) ;0,1,2,4nsMKncnssbuttnTtnT n 9.4.3 最小頻移鍵控最小頻移鍵控 1. MSK信號的表達(dá)式、信號的表達(dá)式、 波形、波形、 功率頻譜和帶寬功率頻譜和帶寬 （Minimum frequency Shift Keying，簡稱MSK）是CPFSK在h=0.5時的一種特殊形式。 參照式（9.4.4）、 （9.4.5）和（9.4.6）， MSK信號在第n個碼元期間的表達(dá)式為 （9.4.8） 第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 當(dāng)bn bn-1時， 當(dāng)bn=1時， 2=c+ 當(dāng)bn=-1時， 1=c -當(dāng) bn=bn-1時， n=n-1 4s4s

34、n=n-1 n為偶數(shù) n=n-1(模為2） n為奇數(shù) （9.4.9） 若設(shè)0=0， 則n只有0和兩個值（模為2）。 第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 222cos 2 ()/16( )14()/csMKscsfffPfffff（9.4.10） 分析表明，當(dāng)h=0.5，1，1.5等值時（h值越小， 表示頻差2-1越?。?， 組成CPFSK信號兩個角頻率為1和2的正弦分量之間的相關(guān)系數(shù)為零， 即這兩個分量正交。 所以， MSK是一種兩個組成信號分量滿足正交條件， 且頻差最小的CPFSK， 故而得名。MSK信號功率頻譜如圖9.4.7所示。 MSK信號的功率頻譜密度表達(dá)式為 第第9

35、9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 由圖9.4.7可見， MSK信號的主要能量位于較寬的主瓣內(nèi)，主瓣寬度為1.5fs， 中心頻率位于fc處， 但離散頻率分量fc不存在， 這從式（9.4.10）中可以明顯看出。在主瓣以外， 副瓣下降得很快。 經(jīng)計算，包含99%功率的帶寬為1.17fs， -3 d B帶寬為0.59fs。 因為MSK信號帶寬很窄， 在相同的頻帶內(nèi)可以比一般FSK信號傳輸更高速率的碼元， 所以又稱為快速頻移鍵控FFSK。第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 圖9.4.7 MSK信號功率頻譜第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 ( )cosco

36、scos ( )sinsin ( )4nsMKncnccbuttttttt因為n=0或， 故sinn=0。 因為bn=1， 故coscos,sinsin4444cos ( )cos()coscos44sin ( )sin()sincos44nssnssnnssnnnssnnnbbtttbtbtttbttbt 2. MSK信號的產(chǎn)生和解調(diào)信號的產(chǎn)生和解調(diào) 將式（9.4.8）展開， 有所以第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 最后可得 ( )coscoscossinsin44coscossinsin( )( )44cos,cosssMKnncnncssncncIQnnnnnuttt

37、bttIttQttu tutIQb （9.4.11） 第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 cos4stsin4stMSK信號參數(shù)有以下幾個特點： （1） 從式（9.4.11）可知， MSK信號由兩個相互正交的載波分量（同相分量uI （t）和正交分量uQ（t）組成。 由于I n和Qn的取值均為1， 和 是頻率相同而相位差為/2的正弦信號， 因此每一個載波分量又可以分別看成是一個雙邊帶調(diào)幅信號。 兩個雙邊帶調(diào)幅信號的邊頻均為固定的f1=fc-fs/4和f2=fc+fs/4兩個值， 但其幅度的兩個取值1和-1受數(shù)字基帶信號bn的控制。 載頻fc已被抑制。第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解

38、調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 綜上所述， MSK可以看成是一種特殊的正交振幅調(diào)制。 由于在一路信號帶寬內(nèi)可以實現(xiàn)兩路相互正交信號的同時傳輸， 因此使頻帶利用率提高了一倍。 這是正交調(diào)幅的優(yōu)點。 第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 （2） 因為bn=1， 所以在一個碼元期間內(nèi)， 附加相移 是隨時間線性增長的， 其增量為( )4nsnbtt42ssT (9.4.12)當(dāng)bn=1時，=/2； 當(dāng)bn=-1時， =-/2。 第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 （3） 從式（9.4.9）和（9.4.11）可以看出， 僅當(dāng)n為奇數(shù)， 且bnbn-1時， nn-1， 才有I

39、nI n-1， 即I n才有可能發(fā)生變化， 所以I n的變化周期是2Ts或2Ts的整數(shù)倍， 且變化時刻t=（2m-1）Ts， m=1， 2， 3，； 僅當(dāng)n為偶數(shù)， 且bnbn-1時， n=n-1， 才有QnQn-1， 即Qn才有可能發(fā)生變化， 所以Qn的變化周期也是2Ts或2Ts的整數(shù)倍， 且變化時刻t=2mTs， m=1， 2， 3， 。 不過， I n與Qn是否變化， 還取決于bn和n的值。第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 根據(jù)以上分析， 圖9.4.8給出了MSK調(diào)制電路的方框圖。 其中串/并變換電路是根據(jù)bn和n的值， 在n為奇數(shù)和偶數(shù)時分別產(chǎn)生In和Qn， 然后分

40、別傳達(dá)到兩條支路上。 n為偶數(shù)時， In保持不變； n為奇數(shù)時， Qn保持不變。同相支路和正交支路上的In、 Qn分別進(jìn)行兩次相乘， 然后將得到的同相信號和正交信號相加就是MSK信號了。第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 圖9.4.8 MSK調(diào)制電路原理圖第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 可以將MSK信號看成是調(diào)頻信號而采用模擬鑒頻電路進(jìn)行解調(diào)， 也可以將其看成是兩個相互正交的雙邊帶調(diào)幅信號的疊加而采用同步檢波方式進(jìn)行乘積解調(diào)。 由于MSK信號中無載波分量， 因此同步解調(diào)需要先采用平方環(huán)或科斯塔斯環(huán)等方法從輸入MSK信號中提取載波分量cosct， 然后將輸

41、入MSK信號中兩個相互正交的分量看成是兩個雙邊帶調(diào)幅信號， 分別進(jìn)行同步檢波、 取樣判決取出I n和Qn， 然后經(jīng)并/串變換電路恢復(fù)原數(shù)字信號序列bn。 同步解調(diào)方框圖見圖9.4.9。 第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 圖9.4.9 MSK信號的同步解調(diào) 第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 cos,sin,cos,sin,coscos,sinsin,( )444444ssssssnnncncMKttttttIQIt Qt ut【例9.2】 已知輸入雙極性數(shù)字基帶信號序列bn=1 -1 1 1 1 -1 -1 1 -1 1， n=0， 1， ， 且0=0。

42、將bn先經(jīng)過差分編碼電路轉(zhuǎn)換為雙極性信號序列d n， 然后再送入圖9.4.8所示MSK調(diào)制器中進(jìn)行調(diào)制。 求對應(yīng)的信號序列d n、 I n和Qn， 相位序列n， MSK信號頻率序列fn， 畫出附加相位變化軌跡（t）。 若Ts=62.5 s， fc=20 kHz， 畫出下列有關(guān)波形：第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 解：解： 根據(jù)差分編碼公式d n=bn d n-1可以求得d n。 根據(jù)式（9.4.9）可以求得n和fn。 根據(jù)本小節(jié)對式（9.4.9）和（9.4.11）的分析可以求得In和Qn。 根據(jù)式（9.4.12）可以求出每個碼元期間附加相移增量， 并由此畫出（t）。 注意

43、在以上求解過程中（除了求d n外）應(yīng)該將有關(guān)公式和分析結(jié)果中的bn改成d n， 因為輸入數(shù)據(jù)已從bn轉(zhuǎn)變?yōu)閐 n了。第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 輸出MSK信號uMK（t）的波形類似一個相位連續(xù)的FSK信號， 它的兩個頻率分別是f1和f2，即為1216,1644ssccffffkHz ffkHz 求解結(jié)果如表例9.4.1所示。若Ts=62.5 s, fc=20 kHz, 則波形圖如圖例9.4.10所示。 第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 表例9.2 第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 圖9.4.10第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路

44、數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 9.4.4 高斯濾波的最小頻移鍵控高斯濾波的最小頻移鍵控(GMSK) 1. GMSK信號的特點、功率頻譜和帶寬信號的特點、功率頻譜和帶寬 MSK信號的功率頻譜比較緊湊，但仍嫌不好。從圖例9.4.10所示MSK相位變化圖(t)上可見， 雖然相位變化是連續(xù)的，但在相鄰碼元交替時刻相位曲線是一個拐點， 不平滑， 故仍可能產(chǎn)生高頻雜波。 其原因和輸入數(shù)字基帶信號的波形有關(guān)。由于隨機(jī)矩形脈沖序列具有較寬的頻譜， 因此作為調(diào)制信號將導(dǎo)致MSK信號在主瓣之外衰減較慢。第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 GMSK（Gaussian filtered MSK）是MSK的一種

45、改進(jìn)方式，即讓數(shù)字基帶信號先經(jīng)過高斯低通濾波器后再進(jìn)行MSK調(diào)制。 高斯濾波器的傳遞函數(shù)為22( )exp()fH fa (9.4.13) 其中, BG ， BG是高斯濾波器3 dB帶寬。 21 2n第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 圖9.4.11是高斯濾波器在BG/fs取不同值時對寬度為Ts的單個矩形脈沖的響應(yīng)波形gG（t）。 fs=1/Ts。 BG/fs=即高斯濾波器帶寬無窮大， 相當(dāng)于無濾波器， 也就是MSK情況。第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 圖9.4.11 高斯濾波器的矩形脈沖響應(yīng) 第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 單極性

46、數(shù)字基帶信號s（t）經(jīng)高斯濾波器后的輸出信號為( )()2sGnGsnTsta gtnT (9.4.14) 其中， 是中心位于 處的高斯形脈沖。 參照式（9.4.7）和（9.4.8）， 可以寫出GMSK信號的表達(dá)式， 即()2sGsTgtnT1()2stnT( )cos( )4tsGMKcGuttsd（9.4.15）第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 圖9.4.12是在BG/fs取不同值時GMSK信號的功率頻譜。 由圖9.4.11和9.4.12可以明顯看出，隨著BG/fs的逐漸減小， 經(jīng)過高斯濾波器后的調(diào)制信號波形gG（t）將變得比較平緩， 帶寬變窄， 功率頻譜衰減很快。 分

47、析GMSK信號的相位變化軌跡可知， 它不是一條折線， 而是一條較平滑的曲線， 在碼元交替時刻也是平滑過渡的。 表9.4.2是GMSK信號中包含不同給定百分比功率時所占用的歸一化帶寬一覽表。 此處的歸一化帶寬是將2fs定義為1。第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 圖9.4.12 GMSK信號的功率頻譜 第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 表9.4.2 GMSK在給定百分比功率情況下的歸一化占用帶寬 第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 ( )()42tssnGsnTta gnTd（9.4.16） 2. GMSK信號的產(chǎn)生和解調(diào)信號的產(chǎn)生和解調(diào)

48、GMSK信號的產(chǎn)生可以采用鎖相調(diào)頻法和正交調(diào)制法等多種方法， 這里僅介紹正交調(diào)制法。 式（9.4.15）可以寫成 uGMK（t）=cosct+(t) =cos(t) cosct-sin(t) sinct 其中第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 由式（9.4.16）可知， 采用類似MSK正交調(diào)制的方法可以產(chǎn)生GMSK信號。 其中cos（t）和sin（t）兩個信號可以通過另外一種方法波形存儲和表格檢索法取得。 這種方法的原理是， 根據(jù)（t）的變化特點， 事先對一個碼元期間內(nèi)所有可能出現(xiàn)的cos（t）和sin（t）波形進(jìn)行取樣量化并存儲在兩個表格中， 即余弦表cos（）和正弦表si

49、n（）， 調(diào)制時根據(jù)輸入信號sG（t）的特點進(jìn)行尋址訪問， 從檢索表中取出相應(yīng)波形的數(shù)據(jù)， 再經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的模擬信號cos（t）和sin（t）。 圖9.4.13給出了調(diào)制電路方框圖。第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 圖9.4.13 GMSK的正交調(diào)制第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 GMSK信號的解調(diào)也可以采用與MSK信號相似的同步解調(diào)和非同步解調(diào)方法。實際運(yùn)用時， 由于信號衰落的影響， 同步載波信號的提取比較困難， 因此可能增大誤碼率， 所以主要采用非同步的頻率檢波電路或延時差分檢波電路。 1比特延時差分檢波電路是延時差分檢波電路中的一種

50、， 圖9.4.14給出了電路原理圖。第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 圖9.4.14 1比特延時差分檢波電路第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 低通濾波器的輸出為u2（t）=cosct+(t)sinc(t-Ts)+(t-Ts) 設(shè)經(jīng)過中頻濾波器和限幅電路之后的輸入GMSK信號為u1（t）=cosct+(t)， 則相乘后的信號為31( )sin()2cssu tTT其中(Ts)=(t)-(t-Ts)。當(dāng)cTs=2n，n為整數(shù)時，)(sin21)(s3Ttu第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 由式（9.4.16）可知，當(dāng)an=1時，（t）逐漸

51、增加， (Ts)0；當(dāng)an1時，(t)逐漸減小，(Ts)0。 所以， 令判決門限為零， 則有u3（t）0時，判為“+1”； u3（t）0時， 判為“0”。第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 9.5.1 MC3356寬帶寬帶FSK接收電路接收電路 MC3356包括振蕩器、 混頻器、 六級限幅中頻放大器、 正交移相式鑒頻器、 音頻緩沖放大器和數(shù)據(jù)整形比較器等部分，具有FSK（包括DPFSK和CPFSK）信號解調(diào)等多種功能，數(shù)據(jù)速率可達(dá)500 kb/s。 圖9.5.1是其內(nèi)部組成方框圖和外部接線圖。9.5 集成電路實例介紹集成電路實例介紹第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與

52、解調(diào)電路 圖9.5.1 MC3356內(nèi)部組成方框圖和外部接線圖 第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 FSK信號從GFDAB腳輸入， 信號幅度應(yīng)在10 V10 mV（均方根值）范圍內(nèi)。 輸入信號與內(nèi)部振蕩信號混頻后， 經(jīng)、 腳之間外接的陶瓷帶通濾波器取出中頻， 從、 腳送入限幅中放。 限幅中放輸出分兩路， 一路直接輸入雙差分模擬乘法器， 另一路經(jīng)內(nèi)部5 pF電容和、 11腳之間外接LC元件組成的90頻相轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)后， 作為模擬乘法器的另一輸入。 片內(nèi)電阻和12腳外接電容組成了低通濾波器， 從模擬乘法器輸出中提取解調(diào)后的低頻分量， 然后從16、 17腳送入整形比較器， 最后由18腳

53、輸出二進(jìn)制數(shù)字信號， 即FSK信號中的基帶信號。第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 9.5.2 MAX2450正交調(diào)制正交調(diào)制/解調(diào)電路解調(diào)電路 MAX2450是低功耗正交調(diào)制/解調(diào)電路，可作為DPSK、MSK和GMSK中的器件，適用于數(shù)字無繩電話機(jī)、 GSM移動電話機(jī)以及其它數(shù)字通信和雙向?qū)ず魴C(jī)。 MAX2450包括振蕩器、90相移器、 正交調(diào)制器和正交解調(diào)器等部分，調(diào)制器輸入帶寬和解調(diào)器輸出帶寬可分別高達(dá)15 MHz和9 MHz。 圖9.5.2是其內(nèi)部功能方框圖。第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 圖9.5.2 MAX2450內(nèi)部功能方框圖 第第9 9章章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路 調(diào)制時，通過11、12腳外接晶體，片內(nèi)振蕩器產(chǎn)生的載波信號可以經(jīng)過90相移器產(chǎn)生與其正交的另一個載波信號。 從、 腳和、 腳分別輸入兩組數(shù)字調(diào)制信號In和Qn，然