數(shù)字信號的調(diào)制與解調(diào)課件

第7章數(shù)字信號的調(diào)制與解調(diào)數(shù)字通信系統(tǒng)概述基帶數(shù)字信號的特性幅度鍵控的產(chǎn)生與解調(diào)頻率鍵控的產(chǎn)生與解調(diào)相位鍵控的產(chǎn)生與解調(diào)內(nèi)容提要：ppt課件第7章數(shù)字信號的調(diào)制與解調(diào)數(shù)字通信系統(tǒng)概述內(nèi)容提要：pp7.1數(shù)字通信系統(tǒng)概述關(guān)于數(shù)字信號數(shù)字通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)數(shù)字通信系統(tǒng)模型數(shù)字通信系統(tǒng)的特點(diǎn)本節(jié)內(nèi)容：ppt課件7.1數(shù)字通信系統(tǒng)概述關(guān)于數(shù)字信號本節(jié)內(nèi)容：ppt課件關(guān)于數(shù)字信號數(shù)字信號是量化后的離散時(shí)間信號數(shù)字信號的主要特點(diǎn)是狀態(tài)的離散性離散信號的狀態(tài)可以用二進(jìn)制符號表示m位的二進(jìn)制符號最多可以表示2m個(gè)狀態(tài)

數(shù)字通信中采用的二進(jìn)制符號只有0、1兩種

0、1兩個(gè)符號所組成的代碼可表示任意信息由0、1組成的一串代碼稱為“數(shù)字信號序列”，表示為：…a-k…a-3a-2a-1a0a1a2a3…ak…（a是碼元，k是其序號，簡寫為｛ak｝ppt課件關(guān)于數(shù)字信號數(shù)字信號是量化后的離散時(shí)間信號ppt課件數(shù)字通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)性能指標(biāo)之一——碼元傳輸速率碼元傳輸速率即碼元速率或傳碼率，指系統(tǒng)每秒鐘傳送或處理碼元的數(shù)目，單位為“波特”，符號“B”。信息傳輸速率即信息速率或傳信率，指每秒鐘傳遞的信息量，單位為比特/秒，記為bit/s。碼元速率及信息速率是有區(qū)別的。性能指標(biāo)之二——差錯(cuò)率誤碼率——碼元在傳輸系統(tǒng)中被傳錯(cuò)的概率

誤信率——信息量在傳輸過程中被丟失的概率

ppt課件數(shù)字通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)性能指標(biāo)之一——碼元傳輸速率ppt課件數(shù)字通信系統(tǒng)模型③收信機(jī)系統(tǒng)模型見下圖

五個(gè)組成部分

①發(fā)終端②發(fā)信機(jī)⑤信道④收終端ppt課件數(shù)字通信系統(tǒng)模型③收信機(jī)系統(tǒng)模型見下圖五個(gè)組成部分①發(fā)終數(shù)字通信系統(tǒng)的特點(diǎn)數(shù)字通信的抗干擾（或噪聲）能力強(qiáng)；傳輸中的差錯(cuò)可以通過抗干擾編碼（檢錯(cuò)糾錯(cuò)編碼）加以控制，從而能有效地改善通信質(zhì)量；便于使用現(xiàn)代技術(shù)對數(shù)字信號進(jìn)行處理；數(shù)字信號易于加密，保密性強(qiáng)；數(shù)字通信系統(tǒng)可以傳遞各種信息，使通信系統(tǒng)變得通用、靈活；與模擬通信相比，數(shù)字通信要占據(jù)更寬的帶寬。ppt課件數(shù)字通信系統(tǒng)的特點(diǎn)數(shù)字通信的抗干擾（或噪聲）能力強(qiáng)；ppt7.2基帶數(shù)字信號基帶數(shù)字信號的波形基帶數(shù)字信號的一般表達(dá)式基帶數(shù)字信號的頻域特點(diǎn)本節(jié)內(nèi)容：ppt課件7.2基帶數(shù)字信號基帶數(shù)字信號的波形本節(jié)內(nèi)容：ppt基帶數(shù)字信號波形——矩形脈沖

ppt課件基帶數(shù)字信號波形——矩形脈沖ppt課件基帶數(shù)字信號波形——非矩形脈沖矩形脈沖的產(chǎn)生比較容易，實(shí)際上也很有用，不過這種脈沖的頻譜很寬。在數(shù)字通信系統(tǒng)中，為了節(jié)省頻帶，可采用頻譜較窄的脈沖，如升余弦脈沖，三角形脈沖，半余弦脈沖等

ppt課件基帶數(shù)字信號波形——非矩形脈沖矩形脈沖的產(chǎn)生比較容易，實(shí)際上基帶數(shù)字信號波形——N進(jìn)制對于N進(jìn)制的數(shù)字信號，每個(gè)碼元可以有N種不同的數(shù)值，傳輸這種信號需要有N種不同的波形：g1(t)、g2(t)、g3(t)……gN(t)。（a）單極性四電平信號（b）雙極性四電平信號右圖中電平為3U的脈沖代表“3”；2U代表“2”；U代表“1”；電平等于零時(shí)代表“0”，這種信號叫做多電平信號。ppt課件基帶數(shù)字信號波形——N進(jìn)制對于N進(jìn)制的數(shù)字信號，每個(gè)碼元可以基帶數(shù)字信號波形——絕對碼與相對碼（a）絕對碼,它的特點(diǎn)是：每一個(gè)符號都和一個(gè)固定的波形相對應(yīng)。（b）相對碼,它是以前一個(gè)碼元為基準(zhǔn)來進(jìn)行編碼的。1時(shí)相同，0時(shí)相反。

ppt課件基帶數(shù)字信號波形——絕對碼與相對碼（a）絕對碼,它的特點(diǎn)是：基帶信號的一般表達(dá)式其中：時(shí)間函數(shù)S(t)是一個(gè)隨機(jī)函數(shù)，利用統(tǒng)計(jì)法可以得到其中規(guī)律。如果對于某一序列有：則有一般表達(dá)式：如果兩脈沖波形相同極性相反，即g2(t)＝－g1(t)＝－g(t)，則上式可改寫為：ppt課件基帶信號的一般表達(dá)式其中：時(shí)間函數(shù)S(t)是一如果對于某一基帶數(shù)字信號的頻域特點(diǎn)單極性周期性矩形脈沖的頻譜圖示為周期為T，脈沖寬度為τ的單極性周期性矩形波及其利用傅立葉級數(shù)展開得到的頻譜分布。ppt課件基帶數(shù)字信號的頻域特點(diǎn)單極性周期性矩形脈沖的頻譜圖示為周期為脈沖寬度與頻譜的關(guān)系基帶數(shù)字信號的頻域特點(diǎn)脈沖寬度τ越窄，其頻譜包絡(luò)線的零點(diǎn)頻率越高，相鄰兩個(gè)零值之間所含的諧波分量就越多，頻帶越寬。ppt課件脈沖寬度與頻譜的關(guān)系基帶數(shù)字信號的頻域特點(diǎn)脈沖寬度τ越窄，其7.3幅度鍵控什么是幅度鍵控？利用基帶信號S(t)對載頻為ωc的正弦波幅度進(jìn)行控制的方式，叫做調(diào)幅，也叫做幅度鍵控，記為ASK。下面討論六點(diǎn)問題：模擬調(diào)制方法的調(diào)幅器數(shù)字鍵控方法的調(diào)幅器調(diào)幅信號產(chǎn)生的原理圖ASK信號頻域分布特點(diǎn)折疊干擾及其消除方法幅度鍵控信號的解調(diào)本節(jié)內(nèi)容：ppt課件7.3幅度鍵控什么是幅度鍵控？模擬調(diào)制方法的調(diào)幅器模擬調(diào)制方法的調(diào)幅器模擬調(diào)制方法的調(diào)幅器方框圖一般表達(dá)式：基帶數(shù)字信號高頻載波ppt課件模擬調(diào)制方法的調(diào)幅器模擬調(diào)制方法的調(diào)幅器方框圖一般表達(dá)式：基數(shù)字鍵控方法的調(diào)幅器由基帶數(shù)字信號控制一開關(guān)電路。當(dāng)“1”碼時(shí)開關(guān)閉合，高頻載波輸出。當(dāng)“0”碼時(shí)開關(guān)斷開，無高頻載波輸出。幅度鍵控信號波形數(shù)字鍵控調(diào)幅器框圖ppt課件數(shù)字鍵控方法的調(diào)幅器由基帶數(shù)字信號控制一幅度鍵控信號波形數(shù)字調(diào)幅信號產(chǎn)生的原理圖（a）圖中兩個(gè)二極管的導(dǎo)通與截止受基帶信號控制。（b）圖中三極管的導(dǎo)通與截止受基帶信號控制。ppt課件調(diào)幅信號產(chǎn)生的原理圖（a）圖中兩個(gè)二極管的導(dǎo)通與截止受基帶信ASK信號的頻域分布特點(diǎn)從頻域上看，幅度調(diào)制的作用是將基帶信號頻譜移到以載頻ωc為中心的頻帶內(nèi)。調(diào)幅之后將產(chǎn)生上、下兩個(gè)邊帶，每一個(gè)邊帶都是基帶頻譜的線性搬移，這種調(diào)制叫做線性調(diào)制。帶寬BW＝2fs

頻譜結(jié)構(gòu)特點(diǎn)ppt課件ASK信號的頻域分布特點(diǎn)從頻域上看，幅度調(diào)制的作用是將基帶信折疊干擾及其消除方法由于調(diào)制時(shí)載波頻率fc選擇偏低導(dǎo)致調(diào)幅后的ASK信號頻譜的下邊帶中出現(xiàn)“反轉(zhuǎn)”的頻率分量。由于“反轉(zhuǎn)”的頻率是由“負(fù)頻率”以零頻率為中心“反射(或折疊)而產(chǎn)生的，因而叫做零頻率反射干擾或折疊干擾。

折疊干擾消除方法用低通濾波器把基帶數(shù)字信號中高于載波fc的頻率分量濾掉。

ppt課件折疊干擾及其消除方法由于調(diào)制時(shí)載波頻率fc選擇偏低導(dǎo)致折疊干幅度鍵控信號的解調(diào)相干解調(diào)框圖非相干解調(diào)框圖ppt課件幅度鍵控信號的解調(diào)相干解調(diào)框圖非相干解調(diào)框圖ppt課件ASK信號解調(diào)的波形調(diào)幅信號整形輸出檢波輸出UP為判決電平ppt課件ASK信號解調(diào)的波形調(diào)幅信號整形輸出檢波輸出ppt課件7.4頻率鍵控頻率鍵控信號的產(chǎn)生FSK信號產(chǎn)生的原理二進(jìn)制FSK信號波形FSK信號產(chǎn)生的電路頻率鍵控信號的解調(diào)非相干檢測法相干檢測法本節(jié)內(nèi)容ppt課件7.4頻率鍵控頻率鍵控信號的產(chǎn)生本節(jié)內(nèi)容ppt課件FSK信號產(chǎn)生的原理根據(jù)定義，頻率鍵控信號uFSK(t)的瞬時(shí)頻率為ω(t)=ωc+ωd

S(t)

ωc是未調(diào)載波頻率，ωd為頻率偏移對基帶信號電壓S(t)的變換系數(shù)。如果S(t)是歸一化基帶信號，即|S(t)|的最大值等于1，且沒有量綱，則ωd是最大頻率偏移，簡稱頻偏。什么是FSK信號？FSK信號中的瞬時(shí)頻率與頻偏用基帶信號S(t)對載波的瞬時(shí)頻率進(jìn)行控制的方式，叫做調(diào)頻。在數(shù)字通信中，稱為頻率鍵控（或頻移鍵控），記為FSK。ppt課件FSK信號產(chǎn)生的原理根據(jù)定義，頻率鍵控信號uFSK(t)二進(jìn)制FSK信號波形基帶信號相位不連續(xù)相位連續(xù)ppt課件二進(jìn)制FSK信號波形基帶信號相位不連續(xù)相位連續(xù)ppt課件FSK信號產(chǎn)生電路中和一種形式晶體管及LC1回路組成一個(gè)振蕩器，振蕩頻率主要由回路參數(shù)L、C1、C2決定?；鶐盘朣(t)是雙極性不歸零矩形脈沖。S(t)為正時(shí)，V2V3截止，振蕩頻率由L和C1決定。S(t)為負(fù)時(shí)，V2V3導(dǎo)通，振蕩頻率由L和C1和C2決定。ppt課件FSK信號產(chǎn)生電路中和一種形式晶體管及LC1回路組成一個(gè)振蕩頻率鍵控信號的解調(diào)——非相干檢測圖示為非相干檢測法，為了消除失真或干擾，在輸出端帶有判決電路。ppt課件頻率鍵控信號的解調(diào)——非相干檢測圖示為非相干檢測法，為了消除頻率鍵控信號的解調(diào)——相干檢測法圖示為相干檢測法，特點(diǎn)是需要一個(gè)相干（同步）信號，在輸出端同樣有判決電路。ppt課件頻率鍵控信號的解調(diào)——相干檢測法圖示為相干檢測法，特點(diǎn)是需要7.5相位鍵控用基帶數(shù)字信號對載波相位進(jìn)行控制的方式，叫做調(diào)相，在數(shù)字通信中稱之為“相位鍵控”，記為PSK。相位鍵控分為絕對相位鍵控和相對相位鍵控（DPSK）兩種

相位鍵控信號的產(chǎn)生相位鍵控信號的解調(diào)本節(jié)內(nèi)容：ppt課件7.5相位鍵控用基帶數(shù)字信號對載波相位進(jìn)行控制的方式絕對相位鍵控用未調(diào)載波的相位作為基準(zhǔn)的調(diào)制，叫做絕對相位鍵控

碼元取“1”時(shí)，已調(diào)高頻振蕩的相位與未調(diào)載波的相位相同；取“0”時(shí)相位相差180°

采用絕對方式時(shí)，在接收系統(tǒng)中必須有一個(gè)與發(fā)送系統(tǒng)相同的基準(zhǔn)相位作為參考，以識(shí)別接收到的是“1”碼還是“0”碼

絕對PSK方式因參考相位的隨機(jī)跳變，存在“倒π”現(xiàn)象或“反相工作”現(xiàn)象

ppt課件絕對相位鍵控用未調(diào)載波的相位作為基準(zhǔn)的調(diào)制，叫做絕對相位鍵控絕對PSK信號的波形基帶數(shù)字信號載波信號絕對相位鍵控信號ppt課件絕對PSK信號的波形基帶數(shù)字信號載波信號絕對相位鍵控信號pp相對相位鍵控利用前后相鄰碼元的相對載波相位差值去表示數(shù)字信息的一種方式

設(shè)本碼元與前一碼元的載波相位差為π時(shí)，代表數(shù)字信息“0”，相鄰碼元載波相位差為0時(shí)，代表數(shù)字信息“1”，則數(shù)字信息序列與相對PSK信號的碼元相位關(guān)系如下：數(shù)字信息10

11001相對PSK信號相位0

0π

ππ0π

π

或ππ0

00π00相對PSK信號的初相特點(diǎn)：當(dāng)數(shù)字信號是1時(shí)，該碼元的相對PSK信號初相與前一碼元的相同；當(dāng)數(shù)字信號是0時(shí)，該碼元的相對PSK信號初相與前一碼元的相差π

ppt課件相對相位鍵控利用前后相鄰碼元的相對載波相位差值去表示數(shù)字信息相對PSK信號的波形解調(diào)相對PSK信號時(shí)不依賴于某一固定的載波相位參考值，只要前后碼元的相對相位關(guān)系正確，即可根據(jù)此相位關(guān)系恢復(fù)出數(shù)字信號。ppt課件相對PSK信號的波形解調(diào)相對PSK信號時(shí)不依賴于某一固定的載相位鍵控信號的產(chǎn)生相位鍵控（調(diào)相）電路分為兩大類：一類是直接控制相位法；另一類是相位選擇法。直接控制相位法是指用基帶數(shù)字信號控制載波的相位。相位選擇法是指根據(jù)基帶數(shù)字信號的取值，從若干個(gè)相位不同的載波中選取所需要的波形。下面以兩相調(diào)相為例，介紹直接控制載波相位的調(diào)相電路。

ppt課件相位鍵控信號的產(chǎn)生相位鍵控（調(diào)相）電路分為兩大類：一類是直接絕對PSK調(diào)制器用基帶數(shù)字信號S(t)（叫做絕對碼）去控制電子開關(guān)，電子開關(guān)按照S(t)的不同取值進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作，進(jìn)而完成載波相位的切換，因此輸出信號中載波的相位按基帶數(shù)字信號的規(guī)律而變化，即實(shí)現(xiàn)了調(diào)相的功能。

框圖原理ppt課件絕對PSK調(diào)制器用基帶數(shù)字信號S(t)（叫做絕對碼）去控制電相對PSK調(diào)制器由“碼變換”方框?qū)⒔^對碼波形S(t)變?yōu)橄鄬Υa波形，再利用相對碼去進(jìn)行絕對調(diào)相，最終達(dá)到相對調(diào)相的目的。

框圖原理ppt課件相對PSK調(diào)制器由“碼變換”方框?qū)⒔^對碼波形S(t)變?yōu)橄鄬上嗾{(diào)相電路（絕對）設(shè)S(t)是雙極性不歸零矩形脈沖，uc(t)是載波。當(dāng)基帶信號為正時(shí)，V1V2導(dǎo)通，V3V4截止，uPSK(t)和uc(t)的相位相同，φ=0°；當(dāng)基帶信號為負(fù)時(shí)，V1V2截止，V3V4導(dǎo)通，uPSK(t)和uc(t)相位相反，φ=180°，這樣就得到了所需的兩相調(diào)相信號。

電路原理ppt課件兩相調(diào)相電路（絕對）設(shè)S(t)是雙極性不歸零矩形脈沖，uc(兩相相對調(diào)相信號的波形ppt課件兩相相對調(diào)相信號的波形ppt課件相位鍵控信號的解調(diào)相干解調(diào)的實(shí)現(xiàn)原理相干解調(diào)的波形相對調(diào)相信號的同步解調(diào)相干信號的產(chǎn)生相對調(diào)相信號的差分相干解調(diào)法相對調(diào)相信號差分相干解調(diào)波形差分相干解調(diào)的優(yōu)缺點(diǎn)ppt課件相位鍵控信號的解調(diào)相干解調(diào)的實(shí)現(xiàn)原理ppt課件相干解調(diào)的實(shí)現(xiàn)原理相位鍵控信號經(jīng)帶通濾波后與本地振蕩信號（插入載波）在相乘器中相乘后，其輸出經(jīng)低通濾波器濾波而得到所需基帶信號，由采樣判決器判決而得到“1”位或“0”位的數(shù)據(jù)輸出?；驹碚{(diào)相信號的解調(diào)器方框圖ppt課件相干解調(diào)的實(shí)現(xiàn)原理相位鍵控信號經(jīng)帶通濾波后與本地振蕩信號（插相干解調(diào)的波形調(diào)相信號uPSK(t)為0相移時(shí)，它和相干信號相乘并把高頻分量濾掉以后得到正脈沖可判決為“1”；當(dāng)調(diào)相信號為π相移時(shí)，得到負(fù)脈沖，可判決為“0”。

ppt課件相干解調(diào)的波形調(diào)相信號uPSK(t)為0相移時(shí)，它和相干信號相對調(diào)相信號的同步解調(diào)相對調(diào)相信號同步解調(diào)方框圖：ppt課件相對調(diào)相信號的同步解調(diào)相對調(diào)相信號同步解調(diào)方框圖：ppt課件相干信號的產(chǎn)生在相干解調(diào)時(shí)，如何產(chǎn)生相干信號是個(gè)關(guān)鍵。相干信號不能從uPSK(t)中直接提取，但可先對調(diào)相波進(jìn)行全波整流，再從中取出2

fc

分量，然后利用分頻而得到。分頻電路的相位具有不確定性ppt課件相干信號的產(chǎn)生在相干解調(diào)時(shí)，如何產(chǎn)生相干信號是個(gè)關(guān)鍵。ppt相對調(diào)相信號的相對差分解調(diào)法Ts是延遲時(shí)間，它等于一個(gè)碼長，則延遲后的信號uDPSK(t－Ts)比原來的調(diào)相信號uDPSK(t)落后一個(gè)碼元的時(shí)間。用相乘器（鑒相器）將它們相乘，再用低通濾波器濾掉其中的高頻分量，然后進(jìn)行判決，得到原來的基帶信號。

框圖原理ppt課件相對調(diào)相信號的相對差分解調(diào)法Ts是延遲時(shí)間，它等于一個(gè)碼長，相對調(diào)相信號差分相干解調(diào)波形ppt課件相對調(diào)相信號差分相干解調(diào)波形ppt課件差分相干解調(diào)的優(yōu)缺點(diǎn)抗干擾能力差。如果接收信號uDPSK(t)中混進(jìn)了外來的干擾和噪聲，那么這些有害雜波將同時(shí)在相干信號uDPSK(t－Ts)中出現(xiàn)，使解調(diào)后的信號中的干擾增加，因而更容易產(chǎn)生誤碼優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)載頻fc的穩(wěn)定度對解調(diào)性能的影響較小，即抗頻漂性能好。

將相對調(diào)相信號進(jìn)行解調(diào)后所得的信號序列，就是所需的絕對碼，不需要再進(jìn)行相對碼-絕對碼變換，因而電路比較簡單。

ppt課件差分相干解調(diào)的優(yōu)缺點(diǎn)抗干擾能力差。如果接收信號uDPSK(t本章小結(jié)數(shù)字通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)為碼元傳輸速率與差錯(cuò)率。二進(jìn)制基帶數(shù)字信號有單極性脈沖、雙極性脈沖、單極性歸零脈沖和雙極性歸零脈沖等。數(shù)字信號調(diào)制有三種基本方式，即振幅鍵控（ASK）、頻率鍵控（FSK）和相位鍵控（PSK）。相位鍵控有絕對相位鍵控和相對相位鍵控。在通信系統(tǒng)中，一般采用相對相位鍵控DPSK方式。ppt課件本章小結(jié)數(shù)字通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)為碼元傳輸速率與第7章數(shù)字信號的調(diào)制與解調(diào)數(shù)字通信系統(tǒng)概述基帶數(shù)字信號的特性幅度鍵控的產(chǎn)生與解調(diào)頻率鍵控的產(chǎn)生與解調(diào)相位鍵控的產(chǎn)生與解調(diào)內(nèi)容提要：ppt課件第7章數(shù)字信號的調(diào)制與解調(diào)數(shù)字通信系統(tǒng)概述內(nèi)容提要：pp7.1數(shù)字通信系統(tǒng)概述關(guān)于數(shù)字信號數(shù)字通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)數(shù)字通信系統(tǒng)模型數(shù)字通信系統(tǒng)的特點(diǎn)本節(jié)內(nèi)容：ppt課件7.1數(shù)字通信系統(tǒng)概述關(guān)于數(shù)字信號本節(jié)內(nèi)容：ppt課件關(guān)于數(shù)字信號數(shù)字信號是量化后的離散時(shí)間信號數(shù)字信號的主要特點(diǎn)是狀態(tài)的離散性離散信號的狀態(tài)可以用二進(jìn)制符號表示m位的二進(jìn)制符號最多可以表示2m個(gè)狀態(tài)

數(shù)字通信中采用的二進(jìn)制符號只有0、1兩種

0、1兩個(gè)符號所組成的代碼可表示任意信息由0、1組成的一串代碼稱為“數(shù)字信號序列”，表示為：…a-k…a-3a-2a-1a0a1a2a3…ak…（a是碼元，k是其序號，簡寫為｛ak｝ppt課件關(guān)于數(shù)字信號數(shù)字信號是量化后的離散時(shí)間信號ppt課件數(shù)字通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)性能指標(biāo)之一——碼元傳輸速率碼元傳輸速率即碼元速率或傳碼率，指系統(tǒng)每秒鐘傳送或處理碼元的數(shù)目，單位為“波特”，符號“B”。信息傳輸速率即信息速率或傳信率，指每秒鐘傳遞的信息量，單位為比特/秒，記為bit/s。碼元速率及信息速率是有區(qū)別的。性能指標(biāo)之二——差錯(cuò)率誤碼率——碼元在傳輸系統(tǒng)中被傳錯(cuò)的概率

誤信率——信息量在傳輸過程中被丟失的概率

ppt課件數(shù)字通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)性能指標(biāo)之一——碼元傳輸速率ppt課件數(shù)字通信系統(tǒng)模型③收信機(jī)系統(tǒng)模型見下圖

五個(gè)組成部分

①發(fā)終端②發(fā)信機(jī)⑤信道④收終端ppt課件數(shù)字通信系統(tǒng)模型③收信機(jī)系統(tǒng)模型見下圖五個(gè)組成部分①發(fā)終數(shù)字通信系統(tǒng)的特點(diǎn)數(shù)字通信的抗干擾（或噪聲）能力強(qiáng)；傳輸中的差錯(cuò)可以通過抗干擾編碼（檢錯(cuò)糾錯(cuò)編碼）加以控制，從而能有效地改善通信質(zhì)量；便于使用現(xiàn)代技術(shù)對數(shù)字信號進(jìn)行處理；數(shù)字信號易于加密，保密性強(qiáng)；數(shù)字通信系統(tǒng)可以傳遞各種信息，使通信系統(tǒng)變得通用、靈活；與模擬通信相比，數(shù)字通信要占據(jù)更寬的帶寬。ppt課件數(shù)字通信系統(tǒng)的特點(diǎn)數(shù)字通信的抗干擾（或噪聲）能力強(qiáng)；ppt7.2基帶數(shù)字信號基帶數(shù)字信號的波形基帶數(shù)字信號的一般表達(dá)式基帶數(shù)字信號的頻域特點(diǎn)本節(jié)內(nèi)容：ppt課件7.2基帶數(shù)字信號基帶數(shù)字信號的波形本節(jié)內(nèi)容：ppt基帶數(shù)字信號波形——矩形脈沖

ppt課件基帶數(shù)字信號波形——矩形脈沖ppt課件基帶數(shù)字信號波形——非矩形脈沖矩形脈沖的產(chǎn)生比較容易，實(shí)際上也很有用，不過這種脈沖的頻譜很寬。在數(shù)字通信系統(tǒng)中，為了節(jié)省頻帶，可采用頻譜較窄的脈沖，如升余弦脈沖，三角形脈沖，半余弦脈沖等

ppt課件基帶數(shù)字信號波形——非矩形脈沖矩形脈沖的產(chǎn)生比較容易，實(shí)際上基帶數(shù)字信號波形——N進(jìn)制對于N進(jìn)制的數(shù)字信號，每個(gè)碼元可以有N種不同的數(shù)值，傳輸這種信號需要有N種不同的波形：g1(t)、g2(t)、g3(t)……gN(t)。（a）單極性四電平信號（b）雙極性四電平信號右圖中電平為3U的脈沖代表“3”；2U代表“2”；U代表“1”；電平等于零時(shí)代表“0”，這種信號叫做多電平信號。ppt課件基帶數(shù)字信號波形——N進(jìn)制對于N進(jìn)制的數(shù)字信號，每個(gè)碼元可以基帶數(shù)字信號波形——絕對碼與相對碼（a）絕對碼,它的特點(diǎn)是：每一個(gè)符號都和一個(gè)固定的波形相對應(yīng)。（b）相對碼,它是以前一個(gè)碼元為基準(zhǔn)來進(jìn)行編碼的。1時(shí)相同，0時(shí)相反。

ppt課件基帶數(shù)字信號波形——絕對碼與相對碼（a）絕對碼,它的特點(diǎn)是：基帶信號的一般表達(dá)式其中：時(shí)間函數(shù)S(t)是一個(gè)隨機(jī)函數(shù)，利用統(tǒng)計(jì)法可以得到其中規(guī)律。如果對于某一序列有：則有一般表達(dá)式：如果兩脈沖波形相同極性相反，即g2(t)＝－g1(t)＝－g(t)，則上式可改寫為：ppt課件基帶信號的一般表達(dá)式其中：時(shí)間函數(shù)S(t)是一如果對于某一基帶數(shù)字信號的頻域特點(diǎn)單極性周期性矩形脈沖的頻譜圖示為周期為T，脈沖寬度為τ的單極性周期性矩形波及其利用傅立葉級數(shù)展開得到的頻譜分布。ppt課件基帶數(shù)字信號的頻域特點(diǎn)單極性周期性矩形脈沖的頻譜圖示為周期為脈沖寬度與頻譜的關(guān)系基帶數(shù)字信號的頻域特點(diǎn)脈沖寬度τ越窄，其頻譜包絡(luò)線的零點(diǎn)頻率越高，相鄰兩個(gè)零值之間所含的諧波分量就越多，頻帶越寬。ppt課件脈沖寬度與頻譜的關(guān)系基帶數(shù)字信號的頻域特點(diǎn)脈沖寬度τ越窄，其7.3幅度鍵控什么是幅度鍵控？利用基帶信號S(t)對載頻為ωc的正弦波幅度進(jìn)行控制的方式，叫做調(diào)幅，也叫做幅度鍵控，記為ASK。下面討論六點(diǎn)問題：模擬調(diào)制方法的調(diào)幅器數(shù)字鍵控方法的調(diào)幅器調(diào)幅信號產(chǎn)生的原理圖ASK信號頻域分布特點(diǎn)折疊干擾及其消除方法幅度鍵控信號的解調(diào)本節(jié)內(nèi)容：ppt課件7.3幅度鍵控什么是幅度鍵控？模擬調(diào)制方法的調(diào)幅器模擬調(diào)制方法的調(diào)幅器模擬調(diào)制方法的調(diào)幅器方框圖一般表達(dá)式：基帶數(shù)字信號高頻載波ppt課件模擬調(diào)制方法的調(diào)幅器模擬調(diào)制方法的調(diào)幅器方框圖一般表達(dá)式：基數(shù)字鍵控方法的調(diào)幅器由基帶數(shù)字信號控制一開關(guān)電路。當(dāng)“1”碼時(shí)開關(guān)閉合，高頻載波輸出。當(dāng)“0”碼時(shí)開關(guān)斷開，無高頻載波輸出。幅度鍵控信號波形數(shù)字鍵控調(diào)幅器框圖ppt課件數(shù)字鍵控方法的調(diào)幅器由基帶數(shù)字信號控制一幅度鍵控信號波形數(shù)字調(diào)幅信號產(chǎn)生的原理圖（a）圖中兩個(gè)二極管的導(dǎo)通與截止受基帶信號控制。（b）圖中三極管的導(dǎo)通與截止受基帶信號控制。ppt課件調(diào)幅信號產(chǎn)生的原理圖（a）圖中兩個(gè)二極管的導(dǎo)通與截止受基帶信ASK信號的頻域分布特點(diǎn)從頻域上看，幅度調(diào)制的作用是將基帶信號頻譜移到以載頻ωc為中心的頻帶內(nèi)。調(diào)幅之后將產(chǎn)生上、下兩個(gè)邊帶，每一個(gè)邊帶都是基帶頻譜的線性搬移，這種調(diào)制叫做線性調(diào)制。帶寬BW＝2fs

頻譜結(jié)構(gòu)特點(diǎn)ppt課件ASK信號的頻域分布特點(diǎn)從頻域上看，幅度調(diào)制的作用是將基帶信折疊干擾及其消除方法由于調(diào)制時(shí)載波頻率fc選擇偏低導(dǎo)致調(diào)幅后的ASK信號頻譜的下邊帶中出現(xiàn)“反轉(zhuǎn)”的頻率分量。由于“反轉(zhuǎn)”的頻率是由“負(fù)頻率”以零頻率為中心“反射(或折疊)而產(chǎn)生的，因而叫做零頻率反射干擾或折疊干擾。

折疊干擾消除方法用低通濾波器把基帶數(shù)字信號中高于載波fc的頻率分量濾掉。

ppt課件折疊干擾及其消除方法由于調(diào)制時(shí)載波頻率fc選擇偏低導(dǎo)致折疊干幅度鍵控信號的解調(diào)相干解調(diào)框圖非相干解調(diào)框圖ppt課件幅度鍵控信號的解調(diào)相干解調(diào)框圖非相干解調(diào)框圖ppt課件ASK信號解調(diào)的波形調(diào)幅信號整形輸出檢波輸出UP為判決電平ppt課件ASK信號解調(diào)的波形調(diào)幅信號整形輸出檢波輸出ppt課件7.4頻率鍵控頻率鍵控信號的產(chǎn)生FSK信號產(chǎn)生的原理二進(jìn)制FSK信號波形FSK信號產(chǎn)生的電路頻率鍵控信號的解調(diào)非相干檢測法相干檢測法本節(jié)內(nèi)容ppt課件7.4頻率鍵控頻率鍵控信號的產(chǎn)生本節(jié)內(nèi)容ppt課件FSK信號產(chǎn)生的原理根據(jù)定義，頻率鍵控信號uFSK(t)的瞬時(shí)頻率為ω(t)=ωc+ωd

S(t)

ωc是未調(diào)載波頻率，ωd為頻率偏移對基帶信號電壓S(t)的變換系數(shù)。如果S(t)是歸一化基帶信號，即|S(t)|的最大值等于1，且沒有量綱，則ωd是最大頻率偏移，簡稱頻偏。什么是FSK信號？FSK信號中的瞬時(shí)頻率與頻偏用基帶信號S(t)對載波的瞬時(shí)頻率進(jìn)行控制的方式，叫做調(diào)頻。在數(shù)字通信中，稱為頻率鍵控（或頻移鍵控），記為FSK。ppt課件FSK信號產(chǎn)生的原理根據(jù)定義，頻率鍵控信號uFSK(t)二進(jìn)制FSK信號波形基帶信號相位不連續(xù)相位連續(xù)ppt課件二進(jìn)制FSK信號波形基帶信號相位不連續(xù)相位連續(xù)ppt課件FSK信號產(chǎn)生電路中和一種形式晶體管及LC1回路組成一個(gè)振蕩器，振蕩頻率主要由回路參數(shù)L、C1、C2決定?；鶐盘朣(t)是雙極性不歸零矩形脈沖。S(t)為正時(shí)，V2V3截止，振蕩頻率由L和C1決定。S(t)為負(fù)時(shí)，V2V3導(dǎo)通，振蕩頻率由L和C1和C2決定。ppt課件FSK信號產(chǎn)生電路中和一種形式晶體管及LC1回路組成一個(gè)振蕩頻率鍵控信號的解調(diào)——非相干檢測圖示為非相干檢測法，為了消除失真或干擾，在輸出端帶有判決電路。ppt課件頻率鍵控信號的解調(diào)——非相干檢測圖示為非相干檢測法，為了消除頻率鍵控信號的解調(diào)——相干檢測法圖示為相干檢測法，特點(diǎn)是需要一個(gè)相干（同步）信號，在輸出端同樣有判決電路。ppt課件頻率鍵控信號的解調(diào)——相干檢測法圖示為相干檢測法，特點(diǎn)是需要7.5相位鍵控用基帶數(shù)字信號對載波相位進(jìn)行控制的方式，叫做調(diào)相，在數(shù)字通信中稱之為“相位鍵控”，記為PSK。相位鍵控分為絕對相位鍵控和相對相位鍵控（DPSK）兩種

相位鍵控信號的產(chǎn)生相位鍵控信號的解調(diào)本節(jié)內(nèi)容：ppt課件7.5相位鍵控用基帶數(shù)字信號對載波相位進(jìn)行控制的方式絕對相位鍵控用未調(diào)載波的相位作為基準(zhǔn)的調(diào)制，叫做絕對相位鍵控

碼元取“1”時(shí)，已調(diào)高頻振蕩的相位與未調(diào)載波的相位相同；取“0”時(shí)相位相差180°

采用絕對方式時(shí)，在接收系統(tǒng)中必須有一個(gè)與發(fā)送系統(tǒng)相同的基準(zhǔn)相位作為參考，以識(shí)別接收到的是“1”碼還是“0”碼

絕對PSK方式因參考相位的隨機(jī)跳變，存在“倒π”現(xiàn)象或“反相工作”現(xiàn)象

ppt課件絕對相位鍵控用未調(diào)載波的相位作為基準(zhǔn)的調(diào)制，叫做絕對相位鍵控絕對PSK信號的波形基帶數(shù)字信號載波信號絕對相位鍵控信號ppt課件絕對PSK信號的波形基帶數(shù)字信號載波信號絕對相位鍵控信號pp相對相位鍵控利用前后相鄰碼元的相對載波相位差值去表示數(shù)字信息的一種方式

設(shè)本碼元與前一碼元的載波相位差為π時(shí)，代表數(shù)字信息“0”，相鄰碼元載波相位差為0時(shí)，代表數(shù)字信息“1”，則數(shù)字信息序列與相對PSK信號的碼元相位關(guān)系如下：數(shù)字信息10

11001相對PSK信號相位0

0π

ππ0π

π

或ππ0

00π00相對PSK信號的初相特點(diǎn)：當(dāng)數(shù)字信號是1時(shí)，該碼元的相對PSK信號初相與前一碼元的相同；當(dāng)數(shù)字信號是0時(shí)，該碼元的相對PSK信號初相與前一碼元的相差π

ppt課件相對相位鍵控利用前后相鄰碼元的相對載波相位差值去表示數(shù)字信息相對PSK信號的波形解調(diào)相對PSK信號時(shí)不依賴于某一固定的載波相位參考值，只要前后碼元的相對相位關(guān)系正確，即可根據(jù)此相位關(guān)系恢復(fù)出數(shù)字信號。ppt課件相對PSK信號的波形解調(diào)相對PSK信號時(shí)不依賴于某一固定的載相位鍵控信號的產(chǎn)生相位鍵控（調(diào)相）電路分為兩大類：一類是直接控制相位法；另一類是相位選擇法。直接控制相位法是指用基帶數(shù)字信號控制載波的相位。相位選擇法是指根據(jù)基帶數(shù)字信號的取值，從若干個(gè)相位不同的載波中選取所需要的波形。下面以兩相調(diào)相為例，介紹直接控制載波相位的調(diào)相電路。

ppt課件相位鍵控信號的產(chǎn)生相位鍵控（調(diào)相）電路分為兩大類：一類是直接絕對PSK調(diào)制器用基帶數(shù)字信號S(t)（叫做絕對碼）去控制電子開關(guān)，電子開關(guān)按照S(t)的不同取值進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作，進(jìn)而完成載波相位的切換，因此輸出信號中載波的相位按基帶數(shù)字信號的規(guī)律而變化，即實(shí)現(xiàn)了調(diào)相的功能。

框圖原理ppt課件絕對PSK調(diào)制器用基帶數(shù)字信號S(t)（叫做絕對碼）去控制電相對PSK調(diào)制器由“碼變換”方框?qū)⒔^對碼波形S(t)變?yōu)橄鄬Υa波形，再利用相對碼去進(jìn)行絕對調(diào)相，最終達(dá)到相對調(diào)相的目的。

框圖原理ppt課件相對PSK調(diào)制器由“碼變換”方框?qū)⒔^對碼波形S(t)變?yōu)橄鄬上嗾{(diào)相電路（絕對）設(shè)S(t)是雙極性不歸零矩形脈沖，uc(t)是載波。當(dāng)基帶信號為正時(shí)，V1V2導(dǎo)通，V3V4截止，uPSK(t)和uc(t)的相位相同，φ=0°；當(dāng)基帶信號為負(fù)時(shí)，V1V2截止，V3V4導(dǎo)通，uPSK(t)和uc(t)相位相反，φ=180°