数字调制器的结构及工作原理

数字调制器的结构与工作原理侯体康S1207W301因为在实际的通信系统中不常不能直接发送基带信号，所以控制基带信号中的载波波形的某个参数，使得载波的某个参数必须根据基带信号的变化而变化，即，调制量。 通过基带数字信号控制高频载波，将用于将基带数字信号转换为带数字信号的过程称为数字调制，并且将该基带数字信号转换为基带数字信号的逆转换过程称为数字解调。 通常，数字调制和数字解调一起统称为数字调制。 其次，简要介绍数字调制器的结构及其工作原理。(1)调制器的定义和结构原理；调制器是邻近频率调制器，常称射频调制器或电视调制器，现称共享器，是有线前电视机房的主要设备之一。调制器是调制式直流放大电路的重要一环。 从图1-1可知，要放大的直流信号ui通过调制器时，在成为交流信号UA的交流放大器中放大后，最后在解调器中变换为直流输出信号UO的振荡器用于控制产生开关信号UC的调制器的采样动作。 由于信号的放大任务主要是完成交流放大器，交流放大器的零点漂移小到可忽略的程度，调制器和解调器的零点漂移也小，调制式直流放大器可用于放大微弱的直流信号。图1-1图1-2是调制器电路图图1-2开关k的负载是并联的，因此称为并联器。在动作过程中，如果在0-T/2小时内k断开，则a点取得电平uma (t/2 )-t时间内k接通，则a点接地之后，差动开关k周期性地进行接通断开动作，得到在a点脉动的直流电压UA (以下的图)，UA分解为直流成分UAO和交流成分UA-O，直流电容器调制器最基本的功能是信号调制功能。 即，视频/音频信号尽可能无失真地调制在载波上，以便满足长距离传输和分配的要求。 因此国标规定正常调制度为87.5%。 语音信号必须与图像信号同时调制。 为了避免对影像信号的干扰，将声音信号调制为进行了频率调制的副载波后，放置在影像频率的6.5MHz的频率点来构成完整的电视信道。 电视频道的总带宽不得超过8MHz。 这需要调制器具有良好的滤波功能，滤波特性在各个信道中不仅要确保标准残馀边带特性，而且在频带之外(包括相邻的信道)也要确保没有寄生信号。以下附图是示出数字调制器的结构的框图代码生成取样调查代码转换石英振子分频器八选一内外选择选择器AK相移2 A2 B42DPSK倾斜器2PSK调制扩大过滤器a4.433MHZ2DPSK2PSK2.21MHZ2FSK调制滤波器b1.1MHZ 2FSK2ASK调制2ASK2ASK调制图1-3数字调制器的结构框图(2)数字调制器的工作原理；1 .调制器的基本原理所述数字调制器利用数字源模块及数字调制模块。 所述源模块将位同步信号与数字基带信号(NRN码)提供给调制模块。 调制模块将输入NRN绝对码改变成相对码，并且基于键控产生2ASK、2FSK、和2psk信号。 数字调制单元的原理方框图如图2-1所示2PSK调制2(a )扩大car2dspsk-out过滤器倾斜器晶体2(b )过滤器2PSK调制2FSK-OUT2ASK调制代码转换nrz-in 2战斗机AKBK电视台BS-IN战斗机图2-1数字调制器的框图当对石英振动信号进行二分频滤波时，获得2ASK的载波频率。 放大器的发射极和集电极两个频率相等，输出相位相反的信号，这两个信号为2个PSK、2个dsk的载波，2个FSK信号的光载波频率分别为石英振荡频率的1/2和1/4，通过分频和滤波而获得。2PSK、2DPSK波形和信息代码的关系如图2-2所示。1 0 1 1 0(2PSK信号波形)t.t(2DPSK信号波形)t.t图2-2DPSK、2psk波形关于2PSK信号的相位和信息编码的关系，前后的码元不同可以简称为“变异不变”，即2PSK信号的相位变化180，同时2PSK信号的相位不变化。 2-dpsk信号的相位和信息编码的关系，在码元为“1”时，2-dpsk信号的相位变化180。 在码元为0时，2DPSK信号的相位不变化，仅称为“1”而不变化为“0”。 此处，对通过编码变换2PSK调制方式生成2DPSK信号进行说明，图2-5示出原理框图和波形。 对于绝对代码AK、2-PSK调制器的输出是2-PSK信号，对于相对代码、2-PSK调制器的输出是2-PSK信号。 在该图中，码元宽度等于载波周期，调制后的信号的相位变化与AK、BK的关系当然也遵循上述规则，即对于AK来说是“1变0不变”的关系，对于BK来说是“异变不变”的关系，从AK到BK的变换也遵循“1变0不变”的规则。图23中调制的信号波形可以具有相反相位，即，与载波的参考相位或异或门电路的初始状态相对应的相反相位序列00100。AKBK电视台2DPSK(AK )2PSK调制bk-1，2 PSK (bk )TAK1 0 1 1 0BK1 1 0 1 12DPSK(AK )2PSK(BK )图2-3 2DPSK调制器原理上，调制载波的波形可选地是调制信号应用于信道传输的波形。 然而实际上，在大多数数字通信系统中将正弦信号选择为载波。 正弦信号的形式简单，可以生成和接收。 类似于模拟调制，数字调制器也包括三种基本格式：幅度调制、频率调制、相位调制等，并且可提供多种格式。 数字调制与模拟调制相比，其原理无差异。 然而，模拟调制器通过连续调制载波参数来连续地评估载波信号的调制参数，该数字调制器用载波信号的某个离散状态来表示载波信息，并且接收侧也只是检测载波信号的离散调制参数。 因此，该数字调制信号也被称为键控信号。 在二进制的情况下，如图3 a和图3 b所示，存在三种基本的信号格式：幅度调制(ASK )、频移调制(FSK )、以及相移调制(PSK )1 0 0 1s(t) t2ASK t振幅调制100 1s(t)t二级方程式f1 f2 f2 f1移频键10 0 1s(t) t2PSK t0 0移相调制图2-4三种调制波形根据所调制的信号的频谱结构特征，数字调制也可以分成线性调制和非线性调制。 在线性调制中，所调制信号的频谱结构与基带信号的频谱结构相同，只是频率位置移动的非线性调制中，所调制信号的频谱结构与基带信号的频谱结构不同，并不是简单的频谱移动，而是出现其它新的频率分量。 幅度键控属于线性调制，而频移键控和相移键控属于非线性调制。 可见这些特征与模拟调制时相同。2 .数字调制器的功能和要求如下：(1)频谱移动。 频谱移动站将携带信息的基带信号移动到相应频带中的信道并发送，使源信号和客观信道的特性相匹配。 频谱移动是调制、解调原始的最基本的功能。(2)抗干扰，即功率有效性。 调制要求尽可能多地占用调制波功率谱的主阀信号能量，且波阀窄，具有快速滚降特性，并且要求带外衰减大，旁瓣小，对其它路径的干扰小。(3)提高系统的有效性，即频谱的有效性。 带宽利用率的提高，即在单位带宽内具有尽可能高的信息速率(b/s/Hz )。一般的数字调制技术，比如幅移键控(ASK )、相移键控(PSK )、频移键控(FSK )等，由于传输效率低而不能满足移动通信的要求。 因此，必须专业研究干扰性能强、差错性能好、频谱利用率高的调制技术，尽可能提高在单位频带内传输的数据的比特率，以适应移动通信的要求。 当前，广泛应用于数字移动通信系统中的数字调制方案可分为以下两种恒定包络调制技术(无论调制信号如何变化，载波振幅都保持恒定)。 恒定包络调制技术包括2FSK、MSK、GMSK、TFM、GTM等。 固定包络调制技术的功率放大器在类别c下操作，具有频带外辐射低、接收机电路简单等优点，但其频带利用率比线性调制技术稍差。线性调制技术(调制信号的振幅随调制信号线性变化)。使用多级调制可以提高频谱效率。 例如，在理想条件下，8PSK和16QAM机制的各自的频谱效率可以达到3b/s/Hz和4b/s/Hz。 采用64QAM，低于模拟语音的带宽。 然而，如果频谱效率的提高，解调器的复杂性和误比特率(BER )的增加是制约因素。 移动通信环境对于利用振幅和