第六章 数字调制与解调数字调制类型：振幅键控（ ASK）
移频键控（ FSK）
移相键控（ PSK）
载波信号,高频正弦波调制信号,数字基带信号 (随机的脉冲序列 )
§ 6-1 数字调幅（ ASK）
*
§ 6-2 数字调频 (FSK)
§ 6-3、数字调相
§ 6-1 数字调幅（ ASK）
6-1-1 二进制振幅调制 (2ASK)
6-1-2 2ASK信号的解调
6-1-3,2ASK信号带宽
§ 6-1 数字调幅（ ASK）
6-1-1 二进制振幅调制 (2ASK)
一、工作原理,发送序列 0 对应概率 P
1 对应概率 1-P
载波信号数字基带信号 ( ) ( )
k
m t a g t k T k s
c o s ( )Vtc c m c o
二进制已调信号 为
A M c m k S C O
k
( k ) c os( )V a g t T
AM?
二,产生方法
1,模拟幅度调制法 2.键控法模拟幅度调制法 键控法
6-1-2 2ASK信号的解调有两种方法：
一、非相干解调 (包络检波 )
6-1-3,2ASK信号带宽
2ASK信号带宽是数字基带信号 (脉冲波形 )带宽的两倍。
二、相干解调 (同步检波 )
§ 6-2 数字调频 (FSK)
以二进制调频 (2FSK)为例
6-2-1 二进制调频的工作原理
6-2-2 FSK信号产生
6-2-3 FSK信号调解
(a) 键控法
(b) 波形信号
(c) 模拟调频法
F M k S 1 kk ( k ) c o s( )a g t T t k S 2 kk ( k ) c o s( )a g t T t Q
6-2-1 二进制调频的工作原理
6-2-2 FSK信号产生一、键控法调频产生 (以二进制移频键控为例 )
一个实际移频调制器二、相位连续的移频键控信号的产生实际就是相位连续的直接调频，即
fF M C m C 0c o s ( ( ) d )
tV t k m t t
6-2-3 FSK信号调解一、相干和非相干解调二、差分检波法,原理图如下将 FSK信号经 移相后的信号，再与原 FSK信号相乘，
经低通滤波得
2
Cm
00( c o s c o s s in s in )2
V
在,时，即可实现解调0 0 1
2
CC
02
V
或 2CC 02V
三、采用单稳态多谐振荡器法
1,框图输出电压为：
W0D C W ()
2 π
tE E Et
T
D C WE E t f?
2,鉴频特性：
w 1
2
t
T? 时的频率波形由式 EDC=E tW f 得鉴频特性
3,实测 2FSK和解调波形
4,改进方法 — 延时线 2FSK的解调方法
§ 6-3、数字调相
6-3-1 二进制绝对调相
6-3-2,二进制相对调相 (二进制差分调相 2DPSK)
6-3-3、四进制调相 (4PSK)
二进制绝对调相 (二相绝对调相 )利用载波不同 位的绝对值来传递数字信息。 (2BPSK)
6-3-1 二进制绝对调相
B P S K C m C P( ) s in [ ( ) ]t V t k m t
C m C ks in ( )Vt
二进制信号 的调制时
B P S K C m C( ) ( ) s int m t V t
k S Cm Ck[ ( K ) ] sina g t T V t
()mt
kSk( ) ( K )m t a g t T式中 是双极性基带信号结论,
b) 码元为,1” 时 vBPSK(t)
与调制的载波同相；
为“０”时则为反相
a)二进制绝对调相信号可以用相乘器产生一、工作原理：
二、二进制绝对调相的解调通常可通过 2ASK解调用得相干解调 (即同步检波法 )方法实现解调。此方法关键是从接收信号中提取出与原载波严格同步的参考信号。
●
●
绝对调相缺点：
同步载波相位不确定，解调出的码元产生错误。
6-3-2,二进制相对调相 (二进制差分调相 2DPSK)
一、工作原理二,2DPSK差分信号产生和解调框图●
各点波形如下：
●
6-3-3、四进制调相 (4PSK)
一、四进制调相的原理二、四相绝对调相 (4BPSK)
双比特码元 ak,bk与载波相位的关系如下表所示双比特码元 载波相位
ak bk A方式 B方式
0 0 0° 225°
1 0 90° 315°
1 1 180° 45°
0 1 270° 135°
k?
1,相位选择法产生 4BPSK信号
2,调相法产生 4BPSK信号原理图● ● 同相码序 mI(t)和正码序 mQ(t)波形
m(t)依次变换为并行的双极性序列 mI(t)和 mQ(t)
● 约定是相位
k?___
双位码位
()mt? I()mt? Q()mt?与,取值的关系如表 6-2：
1 1 0 1 0 0 1 0
45° 135° 225° 315°
的取值
1 0 0 1
的取值
1 1 0 0
2
2?
2
2?
2
2?
2
2?
2
2?
2
2?
2
2?
2
2?
I()mt?
I()mt?
G()mt?
G()mt?
()mt?
●
绝对四相调相逻辑过程如表 6-3：
ak 1 0 0 1
bk 1 1 0 0
I路输出相位 0° 180° 180° 0°
Q路输出相位 90° 90° 270° 270°
合成相位 45° 135° 225° 315°
●
三、四相相对调相 (4DPSK)
● 调相法产生 4DPSK
信号
ak,bk与载波相位的关系如表所示对比特码元 载波相位变化
ak bk
0 0 0°
1 0 90°
1 1 180°
0 1 270°
k
●
移频键控（ FSK）
移相键控（ PSK）
载波信号,高频正弦波调制信号,数字基带信号 (随机的脉冲序列 )
§ 6-1 数字调幅（ ASK）
*
§ 6-2 数字调频 (FSK)
§ 6-3、数字调相
§ 6-1 数字调幅（ ASK）
6-1-1 二进制振幅调制 (2ASK)
6-1-2 2ASK信号的解调
6-1-3,2ASK信号带宽
§ 6-1 数字调幅（ ASK）
6-1-1 二进制振幅调制 (2ASK)
一、工作原理,发送序列 0 对应概率 P
1 对应概率 1-P
载波信号数字基带信号 ( ) ( )
k
m t a g t k T k s
c o s ( )Vtc c m c o
二进制已调信号 为
A M c m k S C O
k
( k ) c os( )V a g t T
AM?
二,产生方法
1,模拟幅度调制法 2.键控法模拟幅度调制法 键控法
6-1-2 2ASK信号的解调有两种方法：
一、非相干解调 (包络检波 )
6-1-3,2ASK信号带宽
2ASK信号带宽是数字基带信号 (脉冲波形 )带宽的两倍。
二、相干解调 (同步检波 )
§ 6-2 数字调频 (FSK)
以二进制调频 (2FSK)为例
6-2-1 二进制调频的工作原理
6-2-2 FSK信号产生
6-2-3 FSK信号调解
(a) 键控法
(b) 波形信号
(c) 模拟调频法
F M k S 1 kk ( k ) c o s( )a g t T t k S 2 kk ( k ) c o s( )a g t T t Q
6-2-1 二进制调频的工作原理
6-2-2 FSK信号产生一、键控法调频产生 (以二进制移频键控为例 )
一个实际移频调制器二、相位连续的移频键控信号的产生实际就是相位连续的直接调频，即
fF M C m C 0c o s ( ( ) d )
tV t k m t t
6-2-3 FSK信号调解一、相干和非相干解调二、差分检波法,原理图如下将 FSK信号经 移相后的信号，再与原 FSK信号相乘，
经低通滤波得
2
Cm
00( c o s c o s s in s in )2
V
在,时，即可实现解调0 0 1
2
CC
02
V
或 2CC 02V
三、采用单稳态多谐振荡器法
1,框图输出电压为：
W0D C W ()
2 π
tE E Et
T
D C WE E t f?
2,鉴频特性：
w 1
2
t
T? 时的频率波形由式 EDC=E tW f 得鉴频特性
3,实测 2FSK和解调波形
4,改进方法 — 延时线 2FSK的解调方法
§ 6-3、数字调相
6-3-1 二进制绝对调相
6-3-2,二进制相对调相 (二进制差分调相 2DPSK)
6-3-3、四进制调相 (4PSK)
二进制绝对调相 (二相绝对调相 )利用载波不同 位的绝对值来传递数字信息。 (2BPSK)
6-3-1 二进制绝对调相
B P S K C m C P( ) s in [ ( ) ]t V t k m t
C m C ks in ( )Vt
二进制信号 的调制时
B P S K C m C( ) ( ) s int m t V t
k S Cm Ck[ ( K ) ] sina g t T V t
()mt
kSk( ) ( K )m t a g t T式中 是双极性基带信号结论,
b) 码元为,1” 时 vBPSK(t)
与调制的载波同相；
为“０”时则为反相
a)二进制绝对调相信号可以用相乘器产生一、工作原理：
二、二进制绝对调相的解调通常可通过 2ASK解调用得相干解调 (即同步检波法 )方法实现解调。此方法关键是从接收信号中提取出与原载波严格同步的参考信号。
●
●
绝对调相缺点：
同步载波相位不确定，解调出的码元产生错误。
6-3-2,二进制相对调相 (二进制差分调相 2DPSK)
一、工作原理二,2DPSK差分信号产生和解调框图●
各点波形如下：
●
6-3-3、四进制调相 (4PSK)
一、四进制调相的原理二、四相绝对调相 (4BPSK)
双比特码元 ak,bk与载波相位的关系如下表所示双比特码元 载波相位
ak bk A方式 B方式
0 0 0° 225°
1 0 90° 315°
1 1 180° 45°
0 1 270° 135°
k?
1,相位选择法产生 4BPSK信号
2,调相法产生 4BPSK信号原理图● ● 同相码序 mI(t)和正码序 mQ(t)波形
m(t)依次变换为并行的双极性序列 mI(t)和 mQ(t)
● 约定是相位
k?___
双位码位
()mt? I()mt? Q()mt?与,取值的关系如表 6-2：
1 1 0 1 0 0 1 0
45° 135° 225° 315°
的取值
1 0 0 1
的取值
1 1 0 0
2
2?
2
2?
2
2?
2
2?
2
2?
2
2?
2
2?
2
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I()mt?
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G()mt?
G()mt?
()mt?
●
绝对四相调相逻辑过程如表 6-3：
ak 1 0 0 1
bk 1 1 0 0
I路输出相位 0° 180° 180° 0°
Q路输出相位 90° 90° 270° 270°
合成相位 45° 135° 225° 315°
●
三、四相相对调相 (4DPSK)
● 调相法产生 4DPSK
信号
ak,bk与载波相位的关系如表所示对比特码元 载波相位变化
ak bk
0 0 0°
1 0 90°
1 1 180°
0 1 270°
k
●
