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信号是怎么搞到电磁波上面去的呢?

2023/12/04
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阅读需 5 分钟
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在之前的文章中,我们曾多次讲到电磁波的美妙,但是有了电磁波就可以通信了吗?

No,我们要把信息加载到电磁波上,这个电磁波就可以作为信息的载体来工作了。可是信号是怎么加载到电磁波上的呢?

今天我们一起来介绍几种最基本的信号调试方式。虽然在现在的通信制式中,这些调制方式有很多的不足,但是作为信号入门的基础,我们不妨再花点时间复习一下呗。

AM:Amplitude Modulation, 幅度调制,顾名思义,这种调制方式改变的是信号的幅度或者强度。幅度调制是第一种用于广播声音的调制类型。今天,其他形式的调制正被越来越多地使用,但幅度调制仍在广泛使用。

FM:Frequency modulation,频率调制,这种调试方式改变的是信号的频率。频率调制的优点是可以限制信号上的幅度噪声,因为只有频率变化才能携带所需的信息。这可以通过使信号通过一个进入限制的阶段来实现,从而消除可能是噪声和一般信号变化的结果的幅度变化。如果有足够的信号使某个阶段进入限制状态,则任何信号强度变化都不会改变解调音频的电平,假设正在传输音频。因此,调制形式已被用于许多应用,包括高质量的模拟声音广播。

PM:Phase modulation相位调制,相位调制根据调制信号改变载波的相位。相位调制和频率调制有许多相似之处并且是相互联系的——一个是另一个的差分。然而,相位调制适用于数据传输,因此近年来它的使用迅速增长。

每种调制方式都有其自身的优点和缺点,因此它们都用于不同的无线电通信应用中。

除了调制或调制技术的三种主要基本形式外,每种类型还有许多变体。同样,这些调制技术用于各种应用,一些用于模拟应用,而另一些用于数字应用。

角度调制

角度调制是基于改变正弦载波的角度或相位的调制形式的名称。使用角度调制,载波的幅度没有变化。属于角度调制类别的两种调制形式是频率调制和相位调制。

两种类型的角度调制,即频率调制和相位调制是相互关联的,因为频率是相位的导数,即频率是相位的变化率。

另一种看待这两种调制类型之间联系的方法是,可以通过首先对调制波形进行积分然后将结果用作相位调制器的输入来生成频率调制信号。相反,可以通过首先对调制信号进行微分,然后将结果用作频率调制器的输入来生成相位调制信号。

调制组合

可以使用结合幅度和角度调制分量的调制形式。以这种方式可以获得性能的增强。

正交幅度调制,QAM:   使用这种形式的信息幅度和相位信息用于承载信号。数据被调制到信号的同相和正交元素上:I & Q 和星座在两个平面上形成多个点。

幅度和相位筛选键控,APSK:   与 QAM 相比,使用 APSK,可以安排星座以优化峰值与平均功率比,并且可以设置更少的幅度级别。这使射频功率放大器能够更有效地工作。

信号带宽

任何信号的一个关键要素是它占用的带宽。这很重要,因为它定义了所需的信道带宽,因此定义了在给定无线电频谱段内可以容纳的信道数量。随着无线电频谱压力的增加,无线电信号带宽是任何类型无线电发射或传输的重要特征。

带宽由两个主要特征控制:

调制类型   某些调制形式比其他形式更有效地利用其带宽。因此,在频谱使用很重要的情况下,仅此一项就可能决定调制的选择。

调制信号的带宽:   称为香农定律的定律决定了信号可以传输的最小带宽。一般来说,调制信号的带宽越宽,所需的带宽就越宽。

调制信号类型

在选择要使用的调制类型时,有必要查看每种调制类型的优缺点。AM和FM广泛用于模拟声音传输,而相移键控和正交幅度调制通常用于传输数字数据。

我们把幅度调制和频率调制放到一起,大家来观察一下他们之间的区别。

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