信号调制解调
调制解调原理详细介绍
1
1000
解：已知： Sa(ωCt) ⇔ 已知：
设： f1(t) = f (t)cos1000t
π G2ωC (ω) ωC 1 1 ∴ Sa(2t) ⇔ G4 (ω) = F( jω) π 2
−1001
− 999
0
999
1001
ω
F ( jω) = 1 {F[ j(ω +1000)] + F[ j(ω −1000)] 1 2 = 1 [G4 (ω +1000) + G4 (ω −1000)] 4
解调
已调信号y 已调信号y (t)= f (t)cosω0t )cosω
g(t)
g(t) = y(t) ⋅ s(t) = f (t) ⋅ s2 (t) = f (t) cos2 ω0t = 1 [ f (t) + f (t) cos2ω0t] 2
2
−ωc 0 ωc
y(t)
s (t) = cosω0t
上式中，对于全部t，A选择得足够大，有，其频谱 选择得足够大， 上式中，对于全部t 为 Y( jω) = Aπ[δ (ω + ω0 ) + δ (ω − ω0 )] + 1 {F[ j(ω +ω0 )] + F[ j(ω −ω0 )]} 2 由上式可见， 由上式可见，除了由于载波分量而在处形成两个冲 激函数之外，这个频谱与抑制载波的AM的频谱相 激函数之外，这个频谱与抑制载波的AM的频谱相 同。
AM信号解调的特点 AM信号解调的特点
此信号的频谱通过理想低通滤波器，其截止频 此信号的频谱通过理想低通滤波器， 幅值为2 率 ωC ≥ B，幅值为2，就可取出 F( jω)，把高频 分量滤除， 分量滤除，从而恢复原信号 f (t) 。 由图可见， 由图可见，接收端与发送端的载波信号是同频 率同相位的。 率同相位的。它要求调制器与解调器的载波信 号准确同步。 号准确同步。 下图是发射载波AM的解调方案 的解调方案。 下图是发射载波AM的解调方案。
光纤通信系统的信号调制与解调技巧
光纤通信系统的信号调制与解调技巧光纤通信系统是一种利用光信号作为信息传输载体的通信系统。
在这种通信系统中，通过光纤传输的信号需要经过调制与解调的过程，以确保信号能够正确地传输和解码。
信号调制与解调技巧是光纤通信系统中的关键技术之一，对于提高信号传输效率和准确性至关重要。
一、信号调制技巧1. 脉冲调制：脉冲调制是一种常用的信号调制技术，它将信号转化为脉冲形式，以便在光纤中传输。
常见的脉冲调制技术包括脉冲幅度调制(PAM)、脉冲位置调制(PPM)和脉冲宽度调制(PWM)等。
通过控制脉冲的幅度、位置和宽度，可以实现不同的信号传输方式。
2. 相位调制：相位调制是一种利用信号的相位信息进行调制的技术。
常见的相位调制技术包括相移键控(PSK)、二进制相移键控(BPSK)和四进制相移键控(QPSK)等。
相位调制技术可以提高信号的传输速率和频谱效率，但对系统的调制解调器有较高的要求。
3. 频率调制：频率调制是一种利用信号的频率信息进行调制的技术。
常见的频率调制技术包括频移键控(FSK)和连续相位频移键控(CPFSK)等。
频率调制技术适用于信号频率范围较高的场景，但对系统的频率稳定性和抗噪声性能有较高的要求。
二、信号解调技巧1. 同步检测：同步检测是一种常用的信号解调技术，它通过与已知参考信号进行比较，实现对信号的解调。
同步检测可以消除噪声和失真对信号解调的影响，提高信号的解调准确性。
常见的同步检测技术包括锁相环(PLL)和射频捷模(RFM)等。
2. 相位恢复：相位恢复是在信号解调中常用的技术，它可以通过估计信号的相位信息，实现对信号的解调和恢复。
常见的相位恢复技术包括最大似然估计(ML)和相位锁定环(PLL)等。
相位恢复技术能够有效提高信号的解调性能和抗噪声能力。
3. 频率恢复：频率恢复是在信号解调中的重要技术，它可以通过估计信号的频率偏移，实现对信号的解调和恢复。
常见的频率恢复技术包括线性相位差分调制(PSDM)和频率锁定环(FLL)等。
信号处理中的调制和解调
信号处理中的调制和解调在信号处理中，调制（modulation）是指将信息信号转换为调制信号（carrier signal）的过程，而解调（demodulation）则是将调制信号还原为信息信号的过程。
调制和解调是通信系统中非常重要的环节，它们被广泛应用于电视、广播、无线通信等领域。
调制的目的是将信息信号在频率、相位或幅度等方面转换，并与调制信号相乘，从而将信息信号转换为调制信号的一部分。
调制主要有三种类型：幅度调制（Amplitude Modulation，AM）、频率调制（Frequency Modulation，FM）和相位调制（Phase Modulation，PM）。
幅度调制是最常见的一种调制方式，它是通过改变调制信号的幅度来反映信息信号的变化。
在幅度调制中，信息信号被加到载频信号上，形成调制信号。
在接收端，通过解调将调制信号还原为信息信号。
幅度调制在广播和电视传输中广泛应用。
频率调制是通过改变调制信号的频率来反映信息信号的变化。
在频率调制中，信息信号的大小决定了频率的偏移量。
相对于幅度调制来说，频率调制对噪声有更好的抗干扰能力，因此被广泛应用于无线通信。
相位调制是通过改变调制信号的相位来反映信息信号的变化。
在相位调制中，信息信号控制着相位的突变，在接收端通过解调还原出信息信号。
相位调制主要用于通信系统中提高带宽利用率、提高抗干扰能力等方面。
解调的目的是从调制信号中还原出原始的信息信号。
解调的方法通常与调制的方法对应，使用AM调制的信号通过AM解调器解调，使用FM调制的信号通过FM解调器解调，相同的原理也适用于相位调制。
在现代通信中，调制和解调往往都是数字化的，即将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。
数字调制和解调可以避免模拟信号传输过程中的失真、噪声等问题，并且具有更好的抗干扰能力。
数字调制和解调广泛应用于数字电视、数字音频、移动通信等领域。
调制和解调是信号处理中非常重要的环节。
通过调制将信息信号转换为调制信号，经过传输后通过解调还原出原始的信息信号。
调制及解调的概念
调制及解调的概念
调制(Modulation) 是一种通过改变载波信号的某些特性（例如振幅、频率或相位）来传输原始信号的技术。
调制可以使原始信号能够适合于传输线路，从而提高信号的传输效率和可靠性。
解调(Demodulation) 则是将调制后的信号恢复成原始信号的过程。
解调将调制信号重新转换为其原始形式，以使其能够被接收器进行数据处理或人类可以理解的形式。
调制和解调都是广泛用于通信系统中的基本技术，它们使无线电波、光波、数字信号等各种形式的信息在通信系统中传输。
信号调制解调
由上式可见，除了由于载波分量而在处形成两个冲激函数之外，这个频谱与抑制载波的AM的频谱相同。
2。幅度调制在中、短波广播和通信中使用甚多。幅度调制的不足是抗干扰能力差，因为各种工业干扰和天电干扰都会以调幅的形式叠加在载波上，成为干扰和杂波
四．解调的原理
解调是从携带消息的已调信号中恢复消息的过程。在各种信息传输或处理系统中，发送端用所欲传送的消息对载波进行调制，产生携带这一消息的信号。接收端必须恢复所传送的消息才能加以利用，这就是解调。解调是调制的逆过程。调制方式不同，解调方法也不一样。与调制的分类相对应，解调可分为正弦波解调（有时也称为连续波解调）和脉冲波解调。正弦波解调还可再分为幅度解调、频率解调和相位解调，此外还有一些变种如单边带信号解调、残留边带信号解调等。同样，脉冲波解调也可分为脉冲幅度解调、脉冲相位解调、脉冲宽度解调和脉冲编码解调等。对于多重调制需要配以多重解调。
过程：
输入信号经过乘法器与cos0t相乘，得到已调信号fS(t)=m(t)cos0t，其频谱为FS(j)=½{F[j(-0)]+F[j(+0)]}
而h(t)为一带阻滤波器，仅保留有效的频带。
输出得到频谱为 的信号
由此可见，原始信号的频谱被搬移到了频率较高的载频附近，达到了调制的目的。
已调信号的频谱表明原信号的频谱中心位于上，且关于对称。它是一个带通信号。
解调过程除了用于通信、广播、雷达等系统外还广泛用于各种测量和控制设备。例如，在锁相环和自动频率控制电路中采用鉴相器或鉴频器来检测相位或频率的变化，产生控制电压，然后利用负反馈电路实现相位或频率的自动控制。
五．调制解调的应用
调制在无线电发信机中应用最广。图1为发信机的原理框图。高频振荡器负责产生载波信号，把要传送的信号与高频振荡信号一起送入调制器后，高频振荡被调制，经放大后由天线以电磁波的形式辐射出去。其中调制器有两个输入端和一个输出端。这两个输入分别为被调制信号和调制信号。一个输出就是合成的已调制的载波信号。例如，最简单的调制就是把两个输入信号分别加到晶体管的基极和发射极，集电极输出的便是已调信号。
信号调制解调
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第一节 调制解调的功用与类型
4、在测控系统中常用的调制方法有哪几种？ 在信号调制中常以一个高频正弦信号作为
载波信号。一个正弦信号有幅值、频率、相位 三个参数，可以对这三个参数进行调制，分别 称为调幅(AM)、调频(FM)和调相(PM)。也可 以用脉冲信号作载波信号。可以对脉冲信号的 不同特征参数作调制，最常用的是对脉冲的宽 度进行调制，称为脉冲调宽。
它包含三个不同频率的信号:
一个是角频率为ωc的载波信号，其幅值是Um， 和角频率分别为ωc±Ω，幅值为mXm/2的两个
分量。
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第二节 调幅式测量电路
x
O
a)调制信 t号
Ω
u
c
O
t b)载波信 号
ωc
us
O
t c)双边带调 ωc -Ωωc ωc +Ω
幅信号
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第二节 调幅式测量电路
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1
x
O
x
a)
uc
O
x
us
b)
O c)
什么是信号调制？
t
t
t
图1-4 调幅信号
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2
第一节 调制解调的功用与类型
3、在测控系统中为什么要采用信号调制？ 在测控系统中，进入测控电路的除了传感器
输出的测量信号外，还往往有各种噪声。而传 感器的输出信号一般又很微弱，将测量信号从 含有噪声的信号中分离出来是测控电路的一项 重要任务。为了便于区别信号与噪声，往往给 测量信号赋予一定特征，这就是调制的主要功 用。
VD3
VD2， VD3导通，uO＝-us;
信号的调制与解调原理
信号的调制与解调原理一、引言信号的调制与解调是通信领域中的重要概念，它们在无线通信、有线通信以及光通信等领域中起着关键作用。
调制（Modulation）是指将要传输的原始信号通过改变载波的某些特性来进行编码，以便能够适应信道传输的需求。
解调（Demodulation）则是将经过调制的信号恢复为原始信号的过程。
本文将详细介绍信号的调制与解调原理。
二、调制原理1. 调制的基本概念调制技术的核心是将原始信号与载波进行合理的组合，通过改变载波的某些特性来实现信息的传输。
常见的调制方式包括振幅调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）等。
2. 振幅调制（AM）振幅调制是指通过改变载波的振幅来传输信号的一种调制方式。
在振幅调制中，原始信号的幅度变化会导致载波的幅度随之变化，从而实现信息的传输。
振幅调制的优点是简单易实现，但受到干扰的影响较大。
3. 频率调制（FM）频率调制是通过改变载波的频率来传输信号的一种调制方式。
在频率调制中，原始信号的波形会使载波的频率随之变化，从而实现信息的传输。
频率调制的优点是抗干扰能力强，但需要更宽的带宽。
4. 相位调制（PM）相位调制是通过改变载波的相位来传输信号的一种调制方式。
在相位调制中，原始信号的波形会使载波的相位随之变化，从而实现信息的传输。
相位调制的优点是带宽利用率高，但对于相位噪声敏感。
三、解调原理1. 解调的基本概念解调是将经过调制的信号恢复为原始信号的过程。
解调的目标是将调制信号中的信息提取出来，并进行恢复。
解调过程通常包括检测、滤波和信号恢复等步骤。
2. 幅度解调幅度解调是将调制信号中的振幅信息提取出来的过程。
常见的幅度解调方式有包络检波和同步检波等。
包络检波是通过将调制信号通过整流和低通滤波器处理，提取出其包络来实现幅度解调。
同步检波则是利用参考信号与调制信号进行比较，提取出其振幅信息。
3. 频率解调频率解调是将调制信号中的频率信息提取出来的过程。
常见的频率解调方式有相干解调和非相干解调等。
ask、psk、fsk的调制与解调原理
调制和解调是现代通信系统中至关重要的过程，它们可以实现信息的传输和接收。
在数字通信中，有三种常见的调制和解调技术，分别是ask、psk和fsk。
本文将详细讨论这三种调制和解调技术的原理和应用。
一、ASK调制与解调原理1. ASK调制ASK（Amplitude Shift Keying）调制是一种将数字信号转换为模拟信号的调制技术。
在ASK调制中，数字信号被用来控制载波的振幅，当输入信号为1时，振幅为A；当输入信号为0时，振幅为0。
ASK 调制一般用于光纤通信和无线电通信系统。
2. ASK解调ASK解调是将接收到的模拟信号转换为数字信号的过程。
它通常是通过比较接收到的信号的振幅与阈值来实现的。
当信号的振幅高于阈值时，输出为1；当信号的振幅低于阈值时，输出为0。
ASK解调在数字通信系统中有着广泛的应用。
二、PSK调制与解调原理1. PSK调制PSK（Phase Shift Keying）调制是一种将数字信号转换为模拟信号的调制技术。
在PSK调制中，不同的数字信号会使载波的相位发生变化。
常见的PSK调制方式有BPSK（Binary Phase Shift Keying）和QPSK（Quadrature Phase Shift Keying）。
PSK调制在数字通信系统中具有较高的频谱效率和抗噪声性能。
2. PSK解调PSK解调是将接收到的模拟信号转换为数字信号的过程。
它通常是通过比较接收到的信号的相位与已知的相位来实现的。
PSK解调需要根据已知的相位来判断传输的是哪个数字信号。
PSK调制技术在数字通信系统中被广泛应用，特别是在高速数据传输中。
三、FSK调制与解调原理1. FSK调制FSK（Frequency Shift Keying）调制是一种将数字信号转换为模拟信号的调制技术。
在FSK调制中，不同的数字信号对应着不同的载波频率。
当输入信号为1时，载波频率为f1；当输入信号为0时，载波频率为f2。
FSK调制常用于调制通联方式线路和调制调制解调器。
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+ N1
VD3
us<0，二极管VD1， VD4截止， VD2， VD3导通，uO＝-us;
1.分析电路结构； 2.分析各部分输入输出关系； 3.虚短，虚断，电流和为零。
R3
-
∞
+ N2 +
VD4
线性全波检波电路之二
第二节 调幅式测量电路
R2 R2
VD1 R1 us R4 VD2 R3 u
A
R4 R3 + + N2 uo=us ∞
第三章 信号调制解调电路
第一节 调制解调的功用与类型
1、什么是信号调制？ 调制就是用一个信号（称为调制信号）去 控制另一个做为载体的信号（称为载波信号）， 让后者的某一特征参数按前者变化。 2、什么是解调？ 在将测量信号调制，并将它和噪声分离， 放大等处理后，还要从已经调制的信号中提取 反映被测量值的测量信号，这一过程称为解调。
1、乘法器调制
uc
+12V 1kΩ 51Ω 0.1μ F 1kΩ 0.1μ F 1kΩ 3.3kΩ
3.3kΩ
ux uc
Kxy x y
uo
a)原理图 MC1496
82 3 6 uo 10 12 ux 1MC1496 0.1μ F 20μ F 4 14 5 750Ω 680kΩ 750Ω 1kΩ 20μ F 1kΩ 47kΩ -8V
2Ωm
-Ωm Ω Ωm
ωc- Ω-Ωm ωc
ωc+Ω+Ωm
第二节 调幅式测量电路
4、在测控系统中被测信号的变化频率为0~100Hz，应
怎样选取载波信号的频率？应怎样选取调幅信号放大器 的通频带？信号解调后，怎样选取滤波器的通频带？ 为了正确进行信号调制必须要求 ωc>>Ω ，通常至少要 求ωc>10Ω。这样，解调时滤波器能较好地将调制信号 与载波信号分开，检出调制信号。若被测信号的变化频 率为0~100Hz，则载波信号的频率ωc>1000 Hz。调 幅信号放大器的通频带应为900~1100 Hz。信号解调 后，滤波器的通频带应>100 Hz，即让0~100Hz的信 号顺利通过，而将900 Hz以上的信号抑制，可选通频 带为200 Hz。
O
t a)
O
t
由图可见，只要从图a所示的调幅信号中，截去它的下半 部，即可获得图b所示半波检波后的信号 (经全波检波 或截去它的上半部也可)，再经低通滤波，滤除高频信 号，即可获得所需调制信号，实现解调。包络检波就 是建立在整流的原理基础上的。
b)
第二节 调幅式测量电路
（一）二极管与三极管包络检波
边频功率=2*1/2*（ mXm/2）2
第二节 调幅式测量电路
6、实现AM调幅的方案
x x Um
cosωct
us
cosωct
us
增益=Um
第二节 调幅式测量电路
（二）传感器调制
1、 为什么在测控系统中常常在传感器中进行信 号调制？ 为了提高测量信号抗干扰能力，常要求从信号一 形成就已经是已调信号，因此常常在传感器中
x O x uc t a)
x O x uc t a)
O x us
OБайду номын сангаас
t b)
t
O x us
O
t b)
t
c)
c)
Um≠0
Um=0
第二节 调幅式测量电路
2、调幅波的频谱 假设调制信号x是角频率为Ω的余弦信号 x=XmcosΩt，则调幅信号可写为： us=Umcosωct+ [mXmcos(ωc+Ω)t + mXmcos(ωc-Ω)t]/2 它包含三个不同频率的信号: 一个是角频率为 ωc 的载波信号，其幅值是 Um， 和角频率分别为ωc±Ω，幅值为 mXm/2的两个 分量。
第一节 调制解调的功用与类型
4、在测控系统中常用的调制方法有哪几种？ 在信号调制中常以一个高频正弦信号作为 载波信号。一个正弦信号有幅值、频率、相位 三个参数，可以对这三个参数进行调制，分别 称为调幅(AM)、调频(FM)和调相(PM)。也可 以用脉冲信号作载波信号。可以对脉冲信号的 不同特征参数作调制，最常用的是对脉冲的宽 度进行调制，称为脉冲调宽。
第一节 调制解调的功用与类型
5、什么是调制信号、载波信号、已调信号？ 调制是给测量信号赋予一定特征，这个特征 由作为载体的信号提供。常以一个高频正弦信 号或脉冲信号作为载体，这个载体称为载波信 号。 用来改变载波信号的某一参数，如幅值、频 率、相位的信号称为调制信号。 在测控系统中，通常就用测量信号作调制信 号。经过调制的载波信号叫已调信号。
R4 R4 uo u A (1 )us us R3 R3
uo=|us|
第二节 调幅式测量电路
三、相敏检波电路 （一）相敏检波的功用和原理
1、什么是相敏检波电路？ 相敏检波电路是具有鉴别调制信号相位和选频能 力的检波电路。
第二节 调幅式测量电路
2、为什么要采用相敏检波？
包络检波有两个问题：一是解调的主要过程是对调 幅信号进行半波或全波整流，无法从检波器的输出鉴 别调制信号的相位。第二，包络检波电路本身不具有 区分不同载波频率的信号的能力。对于不同载波频率 的信号它都以同样方式对它们整流，以恢复调制信号， 这就是说它不具有鉴别信号的能力。为了使检波电路 具有判别信号相位和频率的能力，提高抗干扰能力， 需采用相敏检波电路。
第二节 调幅式测量电路
4、相敏检波电路与调幅电路在结构上有哪些相 似之处？它们又有哪些区别？
将调制信号ux乘以幅值为1的载波信号就可以得到双 边带调幅信号us，将双边带调幅信号us再乘以载波信 号，经低通滤波后就可以得到调制信号ux。这就是相 敏检波电路在结构上与调制电路相似的原因。 二者主要区别是调幅电路实现低频调制信号与高 频载波信号相乘，输出为高频调幅信号；而相敏检波 器实现高频调幅信号与高频载波信号相乘，经滤波后 输出低频解调信号。这使它们的输入、输出耦合回路 与滤波器的结构和参数不同。
A
us O uA u
o
C ∞ + + N2
t
∞ -
+ us
+ ii u΄
+ + u + N1 + u΄A s 半波整流器
+ R3 uA
O uo
O
低通滤波器
t
线性全波检波电路之一
t
第二节 调幅式测量电路
VD1 R1
us R2 ∞ + R4 VD2 R5
us>0，二极管VD1， VD4导通， VD2， VD3截止，uO＝us;
第二节 调幅式测量电路
x O u
c
a)调制信 t 号
Ω
O
t b)载波信 号
ωc
us
O t c)双边带调
ωc -Ωωc ωc +Ω
幅信号
第二节 调幅式测量电路
我们知道，信号的时域相乘等于频域卷积。即 x(t).y(t) x(f)*y(f) 卷积的结果就产生了频谱搬移，即从低频 搬移到了载频的两侧。 所以，调幅过程也是一个频率搬移或频率 变换的过程。 调幅波的带宽为：BW=2 Ω。
1、基本电路
ic
+ V T us Ec RL C2 _ 非线性 低通 器件 滤波器 b) 晶体管检波电路 C1 + uo _
C1
T+ us _
VD i RL C2
+ uo _
非线性 低通 器件 滤波器 a) 二极管检波路
第二节 调幅式测量电路
2、峰值检波与平均值检波
i uo θ 0 0 u i
uo
R2
R4 R3
R4
VD2 R3 u
A
R1
uous<0
∞ + + N1 u us A
+ N1 +
∞
+ N2 +
∞
N+ uo=-us + 2
∞
c) 负输入等效电路
R2 u A (1 )us 2us 高输入阻抗线性全波整流电路 R1
线性全波检波电路之三
Us<0，二极管VD1截止，VD2导通；
取R1=R2=R3=R4/2
x O x uc t a) t
什么是信号调制？
O x us O
b)
t c)
图1-4 调幅信号
第一节 调制解调的功用与类型
3、在测控系统中为什么要采用信号调制？ 在测控系统中，进入测控电路的除了传感器 输出的测量信号外，还往往有各种噪声。而传 感器的输出信号一般又很微弱，将测量信号从 含有噪声的信号中分离出来是测控电路的一项 重要任务。为了便于区别信号与噪声，往往给 测量信号赋予一定特征，这就是调制的主要功 用。
第二节 调幅式测量电路
一、调幅原理与方法 （一）调幅波的一般数学表达式
1、什么是调幅？写出调幅信号的数学表达式. 调幅就是用调制信号x去控制高频载波信号的 幅值。常用的是线性调幅，即让调幅信号的幅值按 调制信号x的线性函数变化。 调幅信号的一般表达式可写为： us=(Um+mx)coswct m 为调制度
R1
us>0 uo
+ N 1 us +
∞
us
+ N1 +
∞
+ N2 +
∞
b）正输入等效电 路
us>0，二极管VD1导通，VD2截止；
R4 R4 uo us (1 )us us R2 R3 R2 R3 线性全波检波电路之三
a) 电路图
高输入阻抗线性全波整流电路
R2
VD1 R1 us