无线电信号调制

出处:维库电子市场网 发布于:2023-02-03 16:24:39

    调制对于允许无线电波载波携带信息是必要的。简单的调制是早期莫尔斯传输中使用的 CW(连续波)调制:当无线电用户按下按键时,发射器开始传输,而当按键未按下时则没有传输。这是一种简单的数字调制形式。用于传输音频信号的无线电波是一种复杂的信号,其中包含广播电台的载波频率和要传输的音频信号(通常来自麦克风或音频放大器源)。有多种方法可以将载波频率和音频信号组合在一起。这个过程称为调制。常用的调制方式有调幅(AM)、调频(FM)、单边带调制(SSB)和相位调制(PM)。
    AM(amplitude modulation):载波的幅度根据调制信号而变化。输出的幅度是输入信号(通常是音频或视频信号)的函数。在 AM 中,载波本身的幅度不会波动。相反,调制数据以信号分量的形式出现,其频率略高于或低于载波的频率。这些分量称为边带。下边带 (LSB) 出现在低于载波频率的频率处;上边带 (USB) 出现在高于载波频率的频率处。实际信息是在边带而不是载波中传输的;两个边带携带相同的信息。
    CW(连续波):当发射器被激活时,载波频率持续开启。连续波传输主要用于无线电报。这是射频能量的短脉冲或长脉冲的传输,以形成点和破折号,这些点和破折号将对应于某些代码,例如莫尔斯电码,有时称为中断连续波 (ICW)。
    DSB(双边带):这基本上是一种 AM 调制,其中主载波频率被抑制(仅留下边带)。
    FM(调频):载波的频率是根据调制信号改变的。这意味着射频频率会根据输入的音频信号而改变。FM 解调器产生与输入的瞬时频率成比例的输出电压。在调频 (FM) 中,载波频率的变化方式是,任何时刻的频率变化都与另一个随时间变化的信号成正比。FM 以大大增加的带宽为代价提供了比 AM 传输更高的抗噪性和更低的失真。调频使用调制信号(语音、音乐、数据等)的瞬时频率来直接改变载波信号的频率。调制指数,b,
    ICF(间断连续波):这是传输射频能量的短脉冲或长脉冲,以形成摩尔斯电码中使用的点和破折号。
    WFM(宽 FM):这种调制用于普通 FM 无线电广播。FM波段以其低噪音、宽带宽的特性成为音乐听众的选择;它还用于电视广播的音频部分。普通 FM 收音机使用 +- 75 kHz 偏差。电视声音使用 +- 25 kHz 带宽。该 FM 系统以大大增加的带宽为代价,提供了更高的抗噪性并减少了 AM 传输的失真。
    NFM(窄调频):一种只有几千赫调制偏差的调频调制。窄带 FM 定义为调制指数小到足以使 FM 方程的级数展开中前两项之后的所有项都可以忽略不计的条件。在通常用于双向无线通信的窄带 FM 中,瞬时载波频率在没有调制的载波频率上下变化多 5 千赫兹。
    NBFM(窄带调频):一种只有几千赫调制偏差的调频调制。窄带 FM 定义为调制指数小到足以使 FM 方程的级数展开中前两项之后的所有项都可以忽略不计的条件。在通常用于双向无线通信的窄带 FM 中,瞬时载波频率在没有调制的载波频率上下变化多 5 千赫兹。
    PM (phase modulatio):在相位调制中,所传输的信号相位根据调制信号进行改变。相位调制与频率调制一样,是角度调制的一种形式(如此称呼是因为正弦波载波的角度被调制波改变)。这两种方法非常相似,因为任何改变频率或相位的尝试都是通过改变另一个来实现的。反之亦然:当瞬时相位改变时,瞬时频率改变。但 FM 和 PM 并不完全等同,尤其是在模拟应用中。当使用 FM 接收器解调 PM 信号时,或者当 FM 信号被专为 PM 设计的接收器截获时,音频会失真。这是因为频率和相位变化之间的关系不是线性的;那是,
    USB(上边带):单边带传输,使用来自 AM 调制的上边带。这意味着信号高于参考载波频率。因为LSB和USB本质上是互为镜像,所以可以舍弃其中一个。
    LSB(下边带):单边带传输,它使用来自 AM 调制的下边带。这意味着信号低于参考载波频率。因为LSB和USB本质上是互为镜像,所以可以舍弃其中一个。
    SSB(单边带):单边带是一种 AM 信号,其中一个边带(上边带或下边带)以外的所有信号都被移除。在这种传输中只有一个边带 AM 调制产物,没有基载波或其他边带。
    VSB(残留边带):残留边带是一种 AM 信号,滤掉了大部分(冗余)边带以节省带宽。这用于模拟电视广播。VSB 传输类似于单边带 (SSB) 传输,其中一个边带被完全移除。然而,在 VSB 传输中,第二边带并没有被完全去除,而是被过滤以去除除所需频率范围之外的所有频率。
    调幅的简单形式是 MCW(调制载波)。这包括使用固定的 AF 音调(例如 400 赫兹,例如摩尔斯电码)对调制器进行键控。这称为 A2 类传输。用语音或其他频率调制发射器的幅度称为 A3 类传输。宽带 FM 广播电台的信道间隔通常为 0.2 MHz (200 KHz),例如上面的 A 站和 B 站之间。对于 NBFM - 窄带 FM - 频道间隔可能是 20 KHz,甚至 12 1/2 KHz,或更小。数字信号也可以调制到射频载波。一些简单的数字信号调制方法:
    MCW(调制载波)包括使用固定 AF 音调对调制器进行键控。有源音描述了一种状态,无音描述了另一种状态。这可以应用于例如用于无线电传输的AM发射器。
    FSK(频移键控)可以应用于 AM 发射机,例如,二进制 0 = 1 KHz 和二进制 1 = 2 KHz 调制。从莫尔斯到 RS 232 串行计算机数据的任何数据都可以通过这种方式发送。
    FM 调制:无线电载波本身可能会根据调制信号进行“频移”。FM 以大大增加带宽为代价提供了更高的抗噪性和降低了 AM 传输的失真。在数字 FM 中,载波频率会突然偏移,而不是连续变化。可能的载波频率状态数通常是2的幂。如果只有两种可能的频率状态,则该模式称为频移键控(FSK)。在更复杂的模式中,可以有四种、八种或更多不同的频率状态。每个特定的载波频率代表一个特定的数字输入数据状态。
    ASK (Amplitude Shift Key):载波幅度根据输入数据改变。一般逻辑1表示发射电平较高,逻辑0表示发射电平较低。ASK 调制允许载波在传输“0”和“1”时处于“开启”状态。在传输“0”期间,载波幅度减小。
    OOK(on-foo 键控):OOK 调制(开/关键控)是 ASK(幅移键控)调制的特例,其中在零传输期间不存在载波。OOK 调制是一种在控制应用中非常流行的调制。这部分是由于其简单性和低实施成本。费用。OOK 调制的优点是允许发射机在“零”的传输期间空闲,从而节省功率。
    PSK/PM(相移键控/相位调制):根据调制信号改变无线电信号的相位
    OFDM(正交频分复用):正交频分复用(OFDM)是一种数字调制方法,其中信号被分成几个不同频率的窄带信道。在某些方面,OFDM 类似于传统的频分复用 (FDM)。区别在于信号调制和解调的方式。优先考虑化构成数据流的信道和符号之间的干扰或串扰。不太重视完善个别渠道。OFDM 用于欧洲数字音频和电视广播服务。
    MCM(多载波调制):多载波调制 (MCM) 是一种通过将数据分成几个分量并通过单独的载波信号发送每个分量来传输数据的方法。单个载波具有窄带宽,但复合信号可以具有宽带宽。MCM 的优点包括对通过多个路径的传输(多径衰落)引起的衰落具有相对免疫力,比单载波系统对脉冲噪声引起的干扰更不敏感,以及对符号间干扰的增强免疫力。局限性包括难以在边际条件下同步载波,以及相对严格的线性放大要求。该技术适用于数字电视,并用作在非对称数字用户线 (ADSL) 系统中获得高数据速度的方法。MCM 还用于无线局域网 (WLAN)。
    COFDM(编码正交频分复用):编码正交频分复用 (COFDM) [1, 2] 已指定用于音频(数字音频广播 (DAB))和(地面)电视(数字视频广播 ( DVB-T)). COFDM 特别适合这些应用,因为它非常能容忍多路径的影响(前提是使用合适的保护间隔)。实际上,它不限于“自然”多径,因为它也可以用于所谓的单频网络 (SFN),在该网络中,所有发射机都以相同的频率辐射相同的信号。因此,接收器可能会从多个发射器接收信号,通常具有不同的延迟,从而形成一种“不自然的”附加多径。如果多路径的延迟范围(自然或“非自然”)不超过系统的设计容差(略大于保护间隔),则所有接收信号分量都会产生有用的影响。COFDM 是一种调制方案,特别适合与选择性频道和隔离的 CW(或模拟电视)干扰源配合使用。COFDM 是一种 OFDM 系统,其中信号被分成几个不同频率的窄带信道。对于其他矩形星座调制系统,例如 16-QAM 或 64-QAM,每个轴承载不止一位,通常使用格雷编码。在接收端,可以为每个接收到的比特单独做出软决定。) 不超过系统的设计容差(略大于保护间隔)所有接收信号分量都有用。COFDM 是一种调制方案,特别适合与选择性频道和隔离的 CW(或模拟电视)干扰源配合使用。COFDM 是一种 OFDM 系统,其中信号被分成几个不同频率的窄带信道。对于其他矩形星座调制系统,例如 16-QAM 或 64-QAM,每个轴承载不止一位,通常使用格雷编码。在接收端,可以为每个接收到的比特单独做出软决定。) 不超过系统的设计容差(略大于保护间隔)所有接收信号分量都有用。COFDM 是一种调制方案,特别适合与选择性频道和隔离的 CW(或模拟电视)干扰源配合使用。COFDM 是一种 OFDM 系统,其中信号被分成几个不同频率的窄带信道。对于其他矩形星座调制系统,例如 16-QAM 或 64-QAM,每个轴承载不止一位,通常使用格雷编码。在接收端,可以为每个接收到的比特单独做出软决定。COFDM 是一种 OFDM 系统,其中信号被分成几个不同频率的窄带信道。对于其他矩形星座调制系统,例如 16-QAM 或 64-QAM,每个轴承载不止一位,通常使用格雷编码。在接收端,可以为每个接收到的比特单独做出软决定。COFDM 是一种 OFDM 系统,其中信号被分成几个不同频率的窄带信道。对于其他矩形星座调制系统,例如 16-QAM 或 64-QAM,每个轴承载不止一位,通常使用格雷编码。在接收端,可以为每个接收到的比特单独做出软决定。
    8-VSB(八级 VSB):八级 VSB(8-VSB)由 Zenith 开发,用于纳入电视系统委员会(美国使用的 ATSC 数字电视 (DTV) 标准集)。
    OOK 和 ASK 接收器通常都需要自适应阈值或自动增益控制 (AGC) 以确保阈值设置。FSK 调制通常不需要这样做,因为它包含一个限制器,可在有用的动态范围内保持信号包络幅度恒定。
关键词:无线电

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