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[最新] 模拟调制

rebornlee 1月前 0

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傅里叶变换的应用之调制解调中,也讲到过调制解调,但这远远不够,这里正式介绍模拟调制,且多从时域方面来理解。

调制的基本模型如下:


用信号x(t)去控制载波的某一个参数,使得这个参数安装信号x(t)的规律来变化;

那载波有哪些参数可控制呢?


x(t)怎么去控制载波的幅度、相位和频率呢?

一般是将x(t)加在这些参数之中,比如,拿调幅来说:调制信号先与载波的最大振幅相加,再与载波相乘,那么载波的幅度就随x(t)而变化了。


这个调制电路的实现模型就是一个加法运算和乘法运算:


而要控制相位和频率,同样需要在载波的相位和频率处添加x(t)的影响,如调相信号,载波的相位中多了X(t),即载波的相位随x(t)线性的变化。


调频信号中,载波的相位随x(t)的积分线性变化。


模拟的调相和调频电路的实现比调幅电路稍微复杂一点,不过现在主要应用的是数字调制,因此我们要重点关注的是数字调制,数字调制后面会有独立博文讲解。

下面通过模拟调幅信号的解调原理,认识一下相干解调以及非相干解调。

相干是什么意思呢?

为简单其间,我们假设调制信号是一个单一信号,波形图如下:


假设载波信号的最大振幅是1,则1+x(t)如下图:


载波信号的波形图如下:


已调信号的波形图:(注意,下面图中的纵坐标的表达式书写错误,应该是 


从上图可以看出,已调信号的包络形状其实就是调制信号的波形图,这样在解调时,就可以利用包络信息来恢复原始信号x(t)。

这种解调方式叫做包络检波法。

还有一种解调方法是在接收端用一个与载波信号同频、同相的载波与已调信号相乘,


我们来看看相乘后是什么结果:


由于后面的一项未携带有用信息,因此可以将其抑制掉;(如何抑制?)


现在将y(t)与本地载波  相乘,经过积化和差可得如下式子:

积化和差公式:






经过低通滤波器滤掉高频分量 后,得到:


当 为常数时,也就是相位同步时,


可见只有当本地载波与已调信号载波频率相同,且相位同步时,信号才能正确的恢复,否则将会失真。

这种解调方法就叫相干解调。

除此之外的解调叫非相干解调,像前面说的包络检波就是非相干解调。还有一种叫载波插入的解调方法,都是非相干解调的例子。相干解调要比非相干解调效果好,但是复杂度相应也就高一些。

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