模拟通信 - 调制


为了使信号传输到远处,不受任何外部干扰或噪声添加的影响,并且不被衰减,它必须经历一个称为调制的过程。它在不干扰原始信号参数的情况下提高了信号的强度。

什么是调制?

携带信号的消息必须远距离传输,为了建立可靠的通信,需要借助高频信号,而高频信号不应影响消息信号的原始特性。

消息信号的特征如果改变,其中包含的消息也会改变。因此,必须注意消息信号。高频信号可以传输更远的距离,而不会受到外部干扰的影响。我们借助这种称为载波信号的高频信号来传输我们的消息信号。这样的过程简称为调制。

调制是根据调制信号的瞬时值改变载波信号参数的过程。

需要调制

基带信号不兼容直接传输。对于这样的信号,为了传播更远的距离,必须通过高频载波调制来增加其强度,这不会影响调制信号的参数。

调制的优点

如果不引入调制,用于传输的天线必须非常大。由于电波无法在不失真的情况下传播一段距离,因此通信范围受到限制。

以下是在通信系统中实现调制的一些优点。

  • 减小天线尺寸
  • 无信号混合
  • 增加通讯范围
  • 信号复用
  • 带宽调整的可能性
  • 提高接收质量

调制过程中的信号

以下是调制过程中的三种类型的信号。

消息或调制信号

包含要传输的消息的信号称为消息信号。它是基带信号,必须经过调制过程才能传输。因此,它也被称为调制信号

载波信号

具有一定幅度、频率和相位但不包含任何信息的高频信号称为载波信号。它是一个空信号,用于将调制后的信号携带到接收器。

调制信号

经过调制处理后的结果信号称为调制信号。该信号是调制信号和载波信号的组合。

调制类型

调制有多种类型。根据所使用的调制技术,它们的分类如下图所示。

调制类型

调制的类型大致分为连续波调制和脉冲调制。

连续波调制

在连续波调制中,使用高频正弦波作为载波。这又分为幅度调制和角度调制。

  • 如果高频载波的幅度根据调制信号的瞬时幅度而变化,则这种技术称为幅度调制

  • 如果载波的角度根据调制信号的瞬时值而变化,则这种技术称为角度调制。角度调制又分为频率调制和相位调制。

    • 如果载波的频率根据调制信号的瞬时值而变化,则这种技术称为频率调制

    • 如果高频载波的相位根据调制信号的瞬时值而变化,则这种技术称为相位调制

脉冲调制

在脉冲调制中,矩形脉冲的周期序列被用作载波。这进一步分为模拟调制和数字调制。

在模拟调制技术中,如果脉冲的幅度、持续时间或位置根据基带调制信号的瞬时值而变化,则这种技术称为脉冲幅度调制(PAM)或脉冲持续时间/宽度调制(PDM) /PWM),或脉冲位置调制(PPM)。

在数字调制中,使用的调制技术是脉冲编码调制 (PCM),其中模拟信号被转换为 1 和 0 的数字形式。由于结果是编码脉冲串,因此称为 PCM。这进一步发展为增量调制 (DM)。我们的数字通信教程中讨论了这些数字调制技术