【《模拟信号解调技术概述》1400字】

模拟信号解调技术概述解调就是调制的反过程，调制是将低频基带信号加载到高频载波的操作，解调则是将基带低频信号从已调制的高频信号中分离出来，以此获得需要的信息。解调根据是否需要原始载波信息分为两种：相干解调和非相干解调。相干解调，又可以称为同步检波(解调可称为检波)，这种解调技术需要调制时载波的全部信息，用一个和调制载波完全同步的信号作为相干载波，利用相干载波去得到原始基带信号。以AM调制信号为例子，式(2-3)为AM调制后的信号时域表达式： (2-3)将已调信号和相干载波()相乘,此时的表达式可以变成： (2-14)式(2-14)经过变换，可以得到： (2-15) 由式(2-15)可以看出载波和原始基带信号已经被分离了，此时使用一个低通滤波器(LPF)将载波部分过滤掉，再将直流偏置减去，就可以得到原始基带信号了。相干解调原理图如图2.13所示：图2.13相干解调原理图通过上述介绍，可以看出由于采用了和载波同频同相的相干载波，适用于所有经过线性调制信号的解调，同时解调效果也是非常不错，但是由于相干解调必须知道调制载波的参数，在实际使用中并不方便。所以引入了非相干解调这一方法。非相干解调，又称包络检波，和相干解调最大的区别在于不需要调制载波的所有参数。包络指将高频信号的峰值连起来形成的线，体现了调制后高频信号幅度的变化。包络检波就是将已调信号的包络分离出来再进行处理。对于幅度调制的信号而言，包络就是基带信号，所以包络检波在AM信号解调中最常用到。AM调制信号表达式如式(2-3)所示： (2-3)其中就是包络，为了提取包络，可以将已调信号进行一次希尔伯特变换(Hilbert),变换如下： (2-16)将原有已调信号作为复数信号的实部，经过希尔伯特变换的信号作为复数信号的虚部，再将这个复数信号转换为极坐标形式，即可获取信号幅度变化，也就是包络，最后减去直流偏置即可得到包络检波后的信号，也就是从高频已调信号获取了需要的基带信号。非相干解调不需要和载波同频同相的相干载波，也不需要乘法器将相干载波和已调信号相乘，处理复杂度比较低，实现起来较为容易也没有太多限制，但是相比于相干解调来说，非相干解调的性能是有所下降的。和上文FM调制中介绍的正交调制相对应，还有一种解调方法是正交解调，正交解调是将已调信号转化为I/Q信号再进行处理的解调方式。以FM调制信号为例，FM调制后信号表达式如式(2-10)所示： (2-10)将已调信号与载波同频率的余弦分量相乘，可以得到： (2-17)用低通滤波器将二倍载波频率的分量过滤出去，就可以得到I路信号： (2-18)用同样的方式，将已调信号与载波同频率的正弦分量相乘，可以得到: (2-19)用低通滤波器将二倍载波频率的分量过滤出去，就可以得到Q路信号： (2-20)随后对I、Q信号的比值求反正切，就可以得到基带信号，表达式如下： (2-21)由式(2-21)变换可以得到： (2-22)两边同时求导，可以得到： (2-23)正交解调的原理图如图2.14所示：图2.14正交解调原理图正交解调在如今是很常用的解调手段，很多软件无线电硬件接收的信号就是I/Q信号，所以直接使用正交解调更为方便。参考文献查光明,倪成凯,孙科维.软件无线电的兴起、特点及其关键技术[J].云南民族学院学报(自然科学版),2003(03):4-8.谢小娟.基于LabVIEW的软件无线电调制解调和信号识别技术研究[D].南京理工大学,2006.田原.基于软件无线电平台的调制解调及信号捕获研究[D].西安电子科技大学,2012.储光.基于USRP的频谱分析系统的设计与实现[D].西安电子科技大学,2019.陶玉柱,胡建旺,崔佩璋.软件无线电技术综述[J].通信技术,2011,44(01):37-39.王松涛.基于软件无线电的数字调制解调