第10章 脉冲调制
脉冲电路PWM调制PPT课件
脉冲宽度
指高电平持续的时间，通常用占空比表示，即脉冲宽度与周期的比 值。
PWM调制的基本原理
通过改变脉冲宽度来等效改变输出电压或电流的大小。
PWM信号的生成原理
采样控制理论
PWM信号的生成基于采样控制理论，通过对输入信号进行采样，并根据采样结果生成相 应的PWM信号。
电流模式控制PWM调制是通过检测输出电流的占空比来实现对输出电流的控制。
电流模式控制PWM调制具有电流响应速度快、控制精度高等优点，因此在许多应用 中得到广泛应用。
电流模式控制PWM调制的主要缺点是可能会产生较大的输出电流纹波。
电压和电流模式比较
电压模式控制PWM调制和电流模式控制PWM调制各有优缺点，具体选择哪种方式要根据 实际应用需求来决定。
PWM调制技术在能源转换、电机控制、通 信等领域具有广泛的应用前景，随着技术 的不断成熟，其应用领域将进一步拓展。
经济价值
社会效益
PWM调制技术的推广应用将带来显著的经 济效益，有助于推动相关产业的发展和经 济增长。
PWM调制技术的节能减排效果明显，对于 应对全球气候变化、推动可持续发展具有 重要意义。
04 PWM调制在脉冲电路中 的优势与挑战
PWM调制在脉冲电路中的优势
高效能
PWM调制能够有效地控 制脉冲宽度，从而提高 脉冲电路的能量效率。
灵活性高
PWM调制允许在单个脉 冲中实现多个级别的电 压或电流，从而提供更
大的灵活性。
易于实现
PWM调制可以通过简单 的数字或模拟电路实现， 降低了设计和实现的复
线性度
PWM信号的线性度取决于采样电 路和PWM生成电路的设计，高质 量的PWM信号应具有良好的线性
第十章2三相马鞍波脉宽调制变频原理实验
实验10-2三相马鞍波脉宽调制变频原理实验一、实验目的(1)通过实验，掌握马鞍波脉宽调制的原理及其实现方法。
(2)熟悉与马鞍波脉冲宽度调制有关的信号波形。
二、实验所需挂件及附件三、实验原理马鞍波PWM调制技术是VVVF变频器中经常采用的技术，这种技术主要是通过对基波正弦信号注入三次谐波，形成马鞍波。
采用马鞍波做为参考波信号进行PWM调制，与SPWM调制方式相比，马鞍波调制的主要特点是电压较高，调制比可以大于1，形成过调制。
四、实验方法(1)接通挂件电源，关闭电机开关，并将调制方式设定在马鞍波方式下（将控制部分V、P两端用导线短接，S端悬空），然后打开电源开关。
(2)点动“增速”按键，将频率设定在0.5Hz。
用示波器观测SPWM 部分的三相正弦波信号（在测试点“2、3、4”），三角载波信号（在测试点158“5”），三相SPWM调制信号（在测试点“6、7、8”）；再点动“转向”按键，改变转动方向，再观测上述各信号的相位关系的变化。
(3)逐步升高频率，直至50Hz处，重复以上的步骤。
(4)将频率设置为0.5Hz～60Hz的范围内改变，在测试点“2、3、4”观测马鞍波信号的频率和幅值的关系。
五、实验报告(1)画出与马鞍波调制PWM有关的主要信号波形，说明马鞍波PWM 调制的基本原理。
(2)为什么采用马鞍波调制后的PWM输出电压比采用正弦波脉宽调制的PWM输出电压有较高的基波电压分量？六、注意事项由于马鞍波PWM调制技术是在正弦波脉宽调制（SPWM）的基础上发展而来，其调制的原理与正弦波脉宽调制完全一致。
故与正弦波脉宽调制共用其波形测试点。
159。
脉冲频率调制
脉冲频率调制
脉冲频率调制是一项用来传输信息的技术，也称为时变信号调制，它可以有效地将附加的信息编码到一个连续的脉冲信号中。
它被广泛应用于计算机通信中，特别是在无线和卫星通信技术中。
脉冲频率调制的技术原理很简单，它的基础是将信号调制到某个频率，然后以脉冲的形式传输，这样就可以使信息能够跨越物理距离传输，从而实现各种通信功能。
脉冲频率调制的优点主要体现在以下几个方面：首先，它可以将信号调到很高的频率，使信息可以跨越更远的距离传输；其次，脉冲频率调制可以通过变换脉冲宽度来编码信息，这样就不需要额外的调制器来处理；最后，脉冲频率调制可以通过设置抖动等来降低由于非平衡信号叠加带来的干扰。
脉冲频率调制的应用非常广泛，在现代通信技术中，它可以用于诸如电话、数据传输、控制信号、无线网络通信等方面。
甚至可以在医学领域应用，当然，在这种情况下，必须对脉冲频率调制的具体实施进行严格的安全检查。
此外，它也可以用于无线信号的控制，如无线遥控器、无线监视器等。
这种情况下，脉冲频率调制的优点就体现出来了，因为它可以有效地控制信号，避免由于通信中断而影响功能的正常实施。
脉冲频率调制这一技术极大地发展了无线通信技术，它使信号能够跨越物理距离进行传输，提高了通信效率。
同时，它还能够通过变换脉冲宽度来编码信息，从而减少复杂度，为通信带来更好的效率。
因此，脉冲频率调制是一种很有用的技术，可以有效改善通信效率，并且在未来可以得到进一步的发展，以满足不断增长的通信需求。
通信电子中的脉冲调制技术
通信电子中的脉冲调制技术随着科技的不断进步，通信电子技术也在不断地发展和创新。
其中，脉冲调制技术被广泛应用在通信领域中，其重要性不言而喻。
脉冲调制技术，顾名思义，就是将信号转化为一系列脉冲的信号处理技术。
它的主要作用是将模拟信号转换为数字信号进行传输、处理和存储，以确保信息的准确和安全传输。
一般来说，脉冲调制技术可分为三种：脉冲幅度调制（PAM）、脉冲宽度调制（PWM）、脉冲位置调制（PPM）。
脉冲幅度调制（PAM），即将模拟信号的幅度转成脉冲幅度，是最常用的调制方法之一。
这种调制方式在通信领域中的应用非常广泛，比如说电话和电视广播就使用了PAM技术。
在PAM技术的实际应用中，最关键的一步就是采样，通常采样频率会是模拟信号的两倍，以确保信号的准确性和稳定性。
脉冲宽度调制（PWM）是将模拟信号的脉冲宽度转化为数字信号，是一种很常见的数字调制技术。
在PWM技术中，通常将输入模拟信号分成一个个脉冲，每个脉冲的宽度代表一个数字量。
PWM技术的一个非常好的应用场景就是直流电机的控制。
PWM技术可以用来调节电机的工作电压和转速，从而使电机运行更加精确和稳定。
脉冲位置调制（PPM）是将模拟信号的脉冲位置转化为数字信号，也是一种非常常见的数字调制技术。
在PPM技术中，每个数字会对应一个时序图中的一个时间点。
在实际应用中，PPM技术通常会被用在遥控器和无线电传输领域中，其中最常见的就是无线沙发遥控器。
除了上面介绍的三种脉冲调制技术外，还有一些其他的衍生技术，如波形编码调制（PCM）和脉码调制（PCM）。
不同的调制技术具有不同的特点和优势，需要根据不同的应用领域和需求进行选择。
不能否认的是，脉冲调制技术已经成为了通信电子技术中必不可少的一部分。
随着互联网和物联网的发展，脉冲调制技术的应用领域也在不断扩大。
因此，我们需要不断深入研究脉冲调制技术，以便将其应用于更广泛的领域中，为人类社会的进步和发展作出更大的贡献。
什么是脉冲调制与解调
什么是脉冲调制与解调脉冲调制与解调是一种将模拟信号转换为数字信号的基本技术，在通信系统、数字信号处理等领域中得到广泛应用。
本文将介绍脉冲调制与解调的概念、基本原理以及常见的调制与解调方法。
一、脉冲调制（Pulse Modulation）脉冲调制是一种将连续模拟信号转换为离散数字信号的技术。
其基本原理是通过对模拟信号进行采样和量化，然后对量化值进行编码，最后形成离散的脉冲序列。
1. 采样（Sampling）在脉冲调制中，模拟信号需要以一定的频率进行采样，将连续的模拟信号转换为离散的信号样本。
采样频率通常要满足奈奎斯特采样定理，即采样频率要大于信号最高频率的两倍。
2. 量化（Quantization）采样后得到的信号样本是连续的模拟量，为了将其转换为离散的数字量，需要进行量化处理。
量化过程将连续的模拟量映射为离散的取值，通常采用均匀量化或非均匀量化方式。
3. 编码（Encoding）经过量化后，信号样本被映射为一系列离散的数值，接下来需要对这些数值进行编码。
常用的编码方式有脉冲编码调制（PCM）、脉冲位置调制（PPM）等。
二、脉冲解调（Pulse Demodulation）脉冲解调是将脉冲调制过程中得到的离散数字信号，恢复为原始的模拟信号的技术。
在数字信号接收端，需要进行脉冲解调操作将数字信号转换为模拟信号，以便进行后续处理或输出。
常见的脉冲解调方法有：1. 脉冲幅度调制（PAM）脉冲幅度调制是指根据脉冲的幅度来表示数字信号的调制方式。
通过测量脉冲的幅度变化，并还原为数字信号的幅度，从而恢复原始模拟信号。
2. 脉冲宽度调制（PWM）脉冲宽度调制是指根据脉冲的宽度来表示数字信号的调制方式。
通过测量脉冲的宽度变化，并还原为数字信号的宽度，实现对原始模拟信号的解调。
3. 脉冲位置调制（PPM）脉冲位置调制是指根据脉冲的位置来表示数字信号的调制方式。
通过测量脉冲的位置变化，并还原为数字信号的位置，从而恢复原始模拟信号。
脉冲电路调制-PPT
由于两边都有电容得充放电, 所以这种电路没有稳态,两个三极 管将自动交替饱与或截止,形成两 个暂稳态。故这种电路又叫做无稳 态电路,它不需要外加触发脉冲就 能获得方波输出。
当nRC1<<1时,可得
Uo≈nRC1Um 即Uo与计数率n成正比。为了使电容C在每 次脉冲充电时电压不发生显著变化,电容C 应当远大于C1。这个公式也适用于随机出 现得脉冲,这时,n表示平均计数率。
此电路中,由于Uo与n成正比得线性范围 受到条件nRC1<<1得限制,则Uo<<Um,输出电 压较小,因此电路必须改进。
上图就是利用三极管反相作用构成得正脉冲延 时电路。该电路在无输入时三极管处于饱与状态,输 出信号Uo接近于零;当输入一个正脉冲波时,输出端 在输入脉冲结束时输出一个正脉冲信号。输出脉冲 得宽度基本上由电路元件参数决定,与输入脉冲宽度 无关。
其工作原理就是:当输入 脉冲上升时,Ui向电容C充电, 充电电流增加了基极电流,晶 体管饱与程度加深,输出信号 Uo仍然为零。如果充电得时 间常数(R1+rbe)C小于脉冲宽 度,电容C在正脉冲持续期间 (输入高电平)得到完全充电,其 电压(左正右负)接近于输入脉 冲得幅度电压Um。当输入脉 冲下降时,电容C开始放电,迫 使基极电位下降到-Um,三极管 截止,输出信号 Uo上升到接近 于Ec。
顶过冲,如图所示。
实验证明:工作频率
100kHz<f <10MHz 时,Cj取
20~300pF;f>10MHz 时,Cj可取10~100pF。
最新脉冲幅度调制(PAM)及系统实验PPT课件
8x+5(1000-x)=6950
类型一：和、差、倍、分问题
这类问题主要应搞清各量之间的关系， 注意关键词语。 （1）倍数关系：是几倍，增加几倍，增 加到几倍，增加百分之几，增长率…… （2）多少关系：
多、少、和、差、不足、剩余……
练习1
• 小红说：我买了1本笔记本和1支钢笔 刚好6元，小明问老板，说：我买3本 笔记本和4支钢笔共需多少钱？
• 2.培养学生分析问题，解决问题的能 力.
例题1
• 某文艺团体为“希望工程”募捐组织 了一次义演，售出1000张票，筹得票 款6950元，学生票5元每张，成人票8 元每张，请问学生票和成人票各多少 张？ 题目中有哪些等量关系？找一找
成人票+学生票=1000
学生票款+成人票款=6950
• (1)解设学生票为x张，成人票为 （1000-x）张. 5x+8(1000-x)=6950
可能实现的。因为冲击序列在实际中是不能获得的，即使能获得，
由于抽样后信号的频谱为无穷大， 对有限带宽的信道而言也无法传
递。因此，在实际中通常采用脉冲宽度相对于抽样周期很窄的窄脉
冲序列近似代替冲激脉冲序列，从而实现脉冲振幅调制。我们介绍
CUST 用窄脉冲序列进行实际抽样的一种脉冲振幅调制方式：自然抽样的
类型5：形积变化中的方程
• “等积变形”是以形状改变而体积不变 为前提。
• 常用等量关系为： • 原料体积=成品体积。
同步练习1
• 用直径为4cm的圆钢铸造3个直径为 2cm，高为16cm的圆柱形零件，问需 要截取多长的圆钢？
练习1
• 旅行社的一辆汽车在第一次旅程中 用去油箱里汽油的25%，第二次旅 程中用去剩余汽油的40%，这样油 箱中剩的汽油比两次所用的汽油少 1千克，求油箱里原有汽油多少千 克？
脉冲宽度调制技术
脉冲宽度调制（PWM）技术在电力电子变流器掌握系统中,对于掌握电路的要求往往是除能够掌握负载的加电与断电外,还应当能够掌握加载到负载上的电压凹凸及功率大小。
在大功率电力电子电路中，掌握加载至负载上电压及功率的有用方法就是脉冲宽度调制（PU1Sewidthmodu1ation,PWM）01.面积等效原理在掌握理论中，有一个重要的原理,即冲量等效原理：大小、波形不相同的窄脉冲变量（冲量）作用在具有惯性的环节上时，只要这些变量对时间的积分相等，其作用的效果将基本相同。
这里所说的效果基本相同是指惯性环节的输出响应波形基本相同。
例如，下图1示出的三个窄脉冲电压波形分别为矩形波、三角波和正弦波，但这二个窄脉冲电压对时间的积分相等，或者说它们的面积相等。
当这三个窄脉冲分别作用在只有惯性的同一环节上时,其输出响应基本相同。
因此，冲量等效原理也可以称为面积等效原理。
S）矩形波（b）」.角波9）正弦波图1面积相等的三种脉冲信号从数学角度进行分析，对上图1所示的三个窄脉冲电压波形进行傅里叶变换，则其低频段的特性特别相近，仅在高频段有所不同，而高频段对于具有惯性负载的电路影响特别小。
由此进一步证明白面积等效原理的正确性。
2.脉冲宽度调制技术依据面积等效原理，在电路中可以采用低端电源开关或高端电源开关，以肯定频率的导通和截止连续切换，使电源电压Ui以一系列等幅脉冲（或称为矩形波）的形式加载到负载上，加载在负载上的电源电压Uo波形如图2所示。
图2所示的矩形波的电压平均值：必=V m D此式表明在一个脉冲周期内，电压的平均值与脉冲的占空比是成正比的，于是，可以通过转变脉冲的占空比来调整加载到负载上的电压大小。
当占空比小时，加载到负载上的平均电压就低,即加载到负载上的功率小；而占空比大时，加载到负载上的平均电压就高，加载到负载上的功率大。
这种通过等幅脉冲调整负载平均电压及功率的方法称为脉冲宽度调制，诩为斩波掌握。
采纳脉冲宽度调制方式为负载供电，由于供电电压是脉动的，势必会产生出各种谐波。
（完整word版）PWM（脉冲宽度调制）原理与实现
（完整word版）PWM（脉冲宽度调制）原理与实现PWM (脉冲宽度调制)原理与实现1、PWM原理2、调制器设计思想3、具体实现设计一、PWM（脉冲宽度调制Pulse Width Modulation）原理：脉冲宽度调制波通常由一列占空比不同的矩形脉冲构成，其占空比与信号的瞬时采样值成比例。
图1所示为脉冲宽度调制系统的原理框图和波形图。
该系统有一个比较器和一个周期为Ts的锯齿波发生器组成。
语音信号如果大于锯齿波信号，比较器输出正常数A，否则输出0。
因此，从图1中可以看出，比较器输出一列下降沿调制的脉冲宽度调制波。
通过图1b的分析可以看出，生成的矩形脉冲的宽度取决于脉冲下降沿时刻t k时的语音信号幅度值。
因而，采样值之间的时间间隔是非均匀的。
在系统的输入端插入一个采样保持电路可以得到均匀的采样信号，但是对于实际中tk-kTs<<ts的情况，均匀采样和非均匀采样差异非常小。
如果假定采样为均匀采样，第k个矩形脉冲可以表示为：< p="">（1）其中，x{t}是离散化的语音信号；Ts是采样周期；是未调制宽度；m是调制指数。
然而，如果对矩形脉冲作如下近似：脉冲幅度为A，中心在t = k Ts处，在相邻脉冲间变化缓慢，则脉冲宽度调制波x p(t)可以表示为：（2）其中，。
无需作频谱分析，由式（2）可以看出脉冲宽度信号由语音信号x(t)加上一个直流成分以及相位调制波构成。
当时，相位调制部分引起的信号交迭可以忽略，因此，脉冲宽度调制波可以直接通过低通滤波器进行解调。
二、数字脉冲宽度调制器的实现：实现数字脉冲宽度调制器的基本思想参看图2。
图中，在时钟脉冲的作用下，循环计数器的5位输出逐次增大。
5位数字调制信号用一个寄存器来控制，不断于循环计数器的输出进行比较，当调制信号大于循环计数器的输出时，比较器输出高电平，否则输出低电平。
循环计数器循环一个周期后，向寄存器发出一个使能信号EN，寄存器送入下一组数据。
电路中的脉冲调制与解调设计与分析
电路中的脉冲调制与解调设计与分析在现代电子通信中，脉冲调制与解调是至关重要的技术。
它们被广泛应用于各种通信系统，如无线电通信、数字电视和移动通信等。
在这篇文章中，我们将探讨脉冲调制与解调的原理、设计和分析方法。
一、脉冲调制（Pulse Modulation）的原理和应用脉冲调制是一种将信息信号转换成脉冲信号的技术。
它主要包括脉冲幅度调制（Pulse Amplitude Modulation，简称PAM）、脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，简称PWM）和脉冲位置调制（Pulse Position Modulation，简称PPM）。
1.1 脉冲幅度调制（Pulse Amplitude Modulation，PAM）脉冲幅度调制是通过改变脉冲的幅度来传输信息信号。
具体而言，它的原理是将连续的模拟信号进行采样，然后根据模拟信号的幅度变化来改变脉冲的幅度。
在解调端，可以通过测量脉冲幅度来恢复出原始的模拟信号。
脉冲幅度调制主要应用于音频信号的传输，如电话系统。
它具有简单、成本低廉的优点，但信号质量相对较差。
1.2 脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，PWM）脉冲宽度调制是通过改变脉冲的宽度来传输信息信号。
与脉冲幅度调制不同的是，脉冲宽度调制不关注脉冲的幅度变化，而是通过改变脉冲的宽度来携带信息。
脉冲宽度调制主要应用于数字信号的传输，如电机控制系统中的速度控制。
它具有高效率、抗干扰能力强的优点，但需要精确的解调技术来恢复原始信号。
1.3 脉冲位置调制（Pulse Position Modulation，PPM）脉冲位置调制是通过改变脉冲的位置来传输信息信号。
它与脉冲宽度调制类似，但是脉冲位置调制关注的是脉冲的位置变化。
脉冲位置调制主要应用于稳定性要求较高的系统中，如卫星通信、雷达系统等。
它具有传输容量大、抗噪声能力强的优点，但需要较复杂的解调电路。
二、脉冲解调（Pulse Demodulation）的原理和方法脉冲解调是将脉冲信号转换成原始信息信号的过程。
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脉冲调
第10章
脉冲调
10.1 脉冲模拟调制 10.2 脉冲数字调制
10.3 基带传输
10.4 载波传输
10.5 脉冲数字调制应用
第10章
脉冲调
10.1 脉冲模拟调制
10.1.1 采样
1.自然采样 (1) 低通信号采样。语音信号、图像信号、生物电 信号等等都是低通信号。这些信号都是时间上、取值 上连续的模拟信号，故又把它们叫做模拟基带信号。 如一个低通信号 f(t)，它的频带宽度为 0~fm。采样脉冲 为一个周期性的矩形脉冲序列s(t)。两个信号相乘得到 采样信号fs(t)=f(t)×s(t)，如图10.1所示。
第10章
脉冲调
2. 脉冲位置调制信号的解调
脉冲位置调制信号解调的框图如图10.9所示，相应 的各点波形如图10.10所示。为了提高脉冲位置调制信 号解调的质量，往往不采用直接把脉冲位置调制信号 通过滤波器，滤取出调制信号的方法，因为这种方法 很难抑制噪声、提高输出信噪比。图10.9所示电路是将 脉冲位置调制信号首先变换成脉宽调制信号，之后再 将脉宽调制信号变换成脉冲幅度调制信号，再用振幅 检波方法取出原始的调制信号。
10.1.2 脉冲模拟调制
脉冲模拟调制是用采样信号的采样值去控制脉冲 序列信号的参数。脉冲序列信号有4个参数：脉冲幅度、 脉冲宽度、脉冲位置、脉冲频率。因此脉冲模拟调制 有 4 种 方 式 ： 脉 冲 幅 度 调 制 (PAM) 、 脉 冲 宽 度 调 制 (PWM)、脉冲频率调制(PFM)、脉冲位置调制(PPM)。 这几种调制信号的波形如图5.3所示。
第10章
f (t ) 5 3 2
脉冲调
t8 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t
0 t1 －2 －4
(a )
2 t1 0 －2 t2 t3 t4 (b ) t5 t6 t7 t8 t
图10.12 量化信号与量化误差
第10章
脉冲调
表10.2 采样值、量化值及量化误差表
第10章
脉冲调
2.非均匀量化
第10章
脉冲调
fP AM
a f (t)
采样保持
c
相加电路
e
电平 比较器
脉冲形成
f fP PM
fC (t) b
d 锯齿波 形成电路
定时信号发生器
图10.7 PPM信号形成电路框图图
第10章
脉冲调
f (t) (a ) fC (t) (b ) fP AM t t t
(c)
图10.8 PPM信号形成波形图
第10章
脉冲调
F( )
0
s s ()
－4s －3s －2s －s 0
s 2s 3s 4s
Fs′ ( )
图10.6 瞬时采样的频谱
第10章
脉冲调
H( )
－2 /
－1 /
0
Fs ( )
1 /
2 /
0
图10.6 瞬时采样的频谱
第10章
脉冲调
f s f (t ) Ts (t )
n
f (nTs )
第10章
脉冲调
如图10.5(c)所示。经过保持电路，把f ′s (t)变成宽
度等于τ的矩形脉冲序列，脉冲的幅值等于相应时刻的 瞬时采样值。这个矩.5(e)所示。在时域，它的表示式
第10章
脉冲调
图 10.7 示出了脉冲位置调制信号产生电路的原理
框图。图10.8示出了相应各点的波形，图中定时脉冲序 列信号产生器产生一串等宽的采样脉冲。在采样保持
电路中，采样脉冲对调制信号进行瞬时采样，得到图
10.8(c) 所示的脉冲幅度调制信号。同时把采样脉冲送 入到锯齿波形成电路，形成双极性的锯齿波。锯齿波 宽度与脉冲幅度调制信号的脉冲宽度相同，如图10.8(d) 所示。脉冲幅度调制信号与锯齿波信号在加法器中相 加，如图 10.8(e) 所示。在电平比较器中，通过过零比 较，得到与过零点对应的脉冲；再通过脉冲形成电路 得到脉冲位置调制信号，见图10.8(f)。
第10章
脉冲调
f (t )
t s (t )
fs (t )
Ts
t
t
图10.1 自然采样
第10章
脉冲调
其中，ωs为采样角频率,Ts=2π/ωs。当采样频率
fs≥2fm时，采样信号的频谱Fs(ω)如图10.2所示。 不失真的恢复基带信号，采样频率 fs 一定要大于 2fm，否则会产生频谱的重叠，高频端的频率分量就会 叠加到低频端上，从而引起失真。若是语音信号就会 影响语音信号的可懂度。如信号频率fm=60Hz，采样频 率 fs=100Hz ，这样恢复出来的信号就会出现 40Hz 的频 率成分，如图10.3所示。
第10章
脉冲调
F ()
－m
0 m S ()
－4s
－3s
－2s
－s
0 Fs ()
s
2s
3s
4s
－4s
－3s
－2s
－s
0
s
2s
3s
4s
图10.2 自然采样频谱
第10章
脉冲调
0
fm
fs
f
6 0 Hz 1 00Hz 4 0 Hz 6 0 Hz 6 0Hz
图10.3 fs<2fm时频谱重叠失真
第10章
脉冲调
1. PPM调制信号的产生
脉冲位置调制信号的幅度和脉冲宽度均恒定不变， 脉冲的位置相对于载波脉冲序列信号的位置产生一个 Δτ的时延。载波脉冲序列信号的时域表示式可以写为
f C (t )
n
AG (t nTC )
(10.1―6)
TC是脉冲序列的重复周期，Gτ(t)是脉冲宽度等 于τ的门函数。
Ts t
t
t
图10.5 瞬时采样
第10章
脉冲调
图 10.6 示出了瞬时采样信号的频谱。由图可见，
瞬时采样信号频谱也是基带信号的频谱周期性加权， 其加权值是H(ω) 。由于 H(ω) 是随频率连续变化的函数，
所以会引起频谱失真。这种失真通常叫做孔径失真。
为了消除这种失真，在接收机中必须经过幅频特性等 于1/H(ω)的低通滤波器。此外，瞬时采样保持时间τ越 长，采样信号各个频率分量的幅值越高，信号的带宽 越小，因而信号的传输质量也就越高。
f / Hz
第10章
脉冲调
(2) 带通信号采样。在实际应用中，如广播、邮电、
通信等方面遇到的带通信号很多。像多路载波电话， 每路电话信号的频带等于 4kHz，采用单边带调制， 60
路信号采用频率分割方法传送，共占频带 240kHz ，频
率范围为 312~552kHz 。对于这样的带通信号，采样频 率并不需要高于上限频率的两倍。图10.4示出了带通信 号采样频率fs与带通信号上、下限频率的关系。 由图10.4(c)可见采样频率fs应选取等于2B。由此可 导出
第10章
脉冲调
(d )
t
(e) t
fP PM (f) t
图10.8 PPM信号形成波形图
第10章
脉冲调
由上述可见，只要锯齿波的线性很好，脉冲的时
延Δτ 与采样信号的采样值成正比，若以脉冲幅度调制 信号的脉冲中心为基准位置时，脉冲位置调制信号的 脉冲时延
KPPM Af s (nTC )
第10章
脉冲调
称这种采样方式为自然采样。根据“信号与系统”
的知识可知，当
f (t ) s (t )
F ( ) S ( ) 2
n
A n s Sa ( ) ( n s ) Ts 2
f s (t )
1 Fs ( ) F ( ) S ( ) 2 n s A f s Sa ( ) F ( n s ) 2 n (10.1―1)
H(ω)是门函数h(t)的傅氏变换
H ( ) Sa ( 1 Fs ( ) Ts
2
) F ( n s ) H ( )
(10.1―5)
n
第10章
脉冲调
f (t ) (a ) t
Ts (t)
(b ) t
Ts fs′ (t )
(c) h (t ) (d ) 0 fs (t ) (e)
可以写成
f s (t ) [ f (t ) Ts (t )] h(t )
fs(t)的傅氏变换
(10.1―3)
式中，h(t)为宽度等于τ的门函数，瞬时采样信号
1 Fs ( ) [ F ( ) s s ( )] H ( ) 2
(10.1―4)
第10章
脉冲调
式中，ωsδωs(ω)是冲击脉冲序列信号的傅氏变换，
图10.10 PPM解调原理波形图
第10章
脉冲调
10.2 脉冲数字调制
10.2.1 量化 1.均匀量化 常见的采样信号是一个标量信号。对一个标量信号的 量化过程是根据采样值的范围和要求的量化精度，把信号 可能的最大取值范围分成若干层，每一层代表一个量化级， 每一级对应的中间电平值叫做该级的量化电平。采样值落 在哪个量化级中，就取哪一级的量化电平值代替该采样值。 相邻两个量化级的量化电平之差称为量化间隔，用 Δ 表示。 量化间隔相等的量化分层叫均匀量化。
第10章
脉冲调
表10.1 采样值与量化值之间对应关系表
第10章
脉冲调
如信号的采样值变化范围是±7V 。量化后的误差
|ε|要求小于0.5V，因此，可以把-7V~+7V分成15量化级。 采样值与量化值之间对应关系如表10.1所示。把它们之