IQ调制基本理论(ASK FSK PSK QAM)
泰克 RF 矢量信号发生器 TSG4100A 系列说明书
RF 矢量信号发生器TSG4100A系列TSG4100A 系列RF 矢量信号发生器以入门级RF 信号发生器的价格，提供了中档性能和高达200 MHz 的调制带宽。
它们采用新技术提供无杂散输出，实现了低相位噪声(1 GHz 载波在20 kHz 偏置时为-113 dBc/Hz)及超高频率分辨率(在任意频率时为1 μHz)。
TSG4100A 系列标配模拟调制功能。
方便地现场升级软件可以简便地从模拟调制功能转向高级矢量调制和数字调制功能，提供最灵活的配置和最佳的投资保护。
这些仪器完善了泰克其他领先的中档RF 测试解决方案，如基于USB 的RSA306频谱分析仪及MDO4000B 和MDO3000混合域示波器。
TSG4100A 系列仪器采用恒温箱式SC 切割振荡器(TSG410xA-M00或E1型号)时基，与采用TCXO 时基的仪器相比，稳定性提高了100倍(密闭相位噪声下降了100倍)。
主要特点模拟和矢量/数字信号发生功能双基带ARB发生器模拟调制标准以极低成本通过软密钥升级到矢量/数字调制GSM、EDGE、W-CDMA、APCO-25、DECT、NADC、PDC 和TETRA数字调制应用USB、GPIB、RS-232和LAN接口12磅(5.6千克)2U 高和半标准机架宽度主要性能指标真正的DC ~ 2 GHz、4 GHz 或6 GHz ，支持生成模拟信号和矢量/数字信号10 MHz ~ 6 GHz 时≤±0.30 dB 的典型幅度精度(0 dBm CW 信号 @ 22 ºC)I/Q 调制输入(400 MHz RF带宽)ASK, FSK, MSK, PSK, QAM, VSB 和自定义I/Q模拟调制泰克TSG4100A 系列RF 矢量信号发生器提供了多种调制功能。
模式包括幅度调制(AM)、频率调制(FM)、相位调制(ΦM)和脉冲调制模式。
有一个内部调制源及一个外部调制输入。
通原实验2 ASK实验
知识要点：数字调制的特点和分类
“数字通信系统”具有很多优点。其中最重要的一点是数字信 号的再生性。数字调制将基带数字信号搬移到更适于传输的高频带， 同时将数字信息加载到高频载波的某一参数上，从而在接收端实现 再生。 虽然从过程上，数字调制似乎与模拟调制类似，但二者最大的区 别是，模拟信号在传输过程中引入的噪声是无法在接收端完全消除 的。而数字调制则有可能（S/N比较好时）做到这一点。
t
1 、4
2ASK 的功率谱特性
为了更深入掌握2ASK信号的性质，除时域分析外，还应进行 频域分析。由于二进制序列一般为随机序列，其频域分析的对象 应为信号功率谱密度。 经分析可知，2ASK信号的双边功率谱密度表达式为： 1 2 2 P2 ASK ( f ) f s P(1 P) G ( f f c ) G ( f f c ) 4
实验应当具备的基础知识
3、数字通信系统的特点
数字通信系统传输的是离散的数字信号，与模拟通信相比，更 能适应现代通信系统的要求。 1、抗干扰能力强，尤其中继传输，可再生而消除噪声的积累； 2、传输差错可以控制，从而改善传输质量； 3、便于使用现代数字信号处理技术来对数字信息进行处理； 4、易于做高保密性的加密处理； 5、可以综合传递各种消息，使通信系统的功能增强。
仪器在使用过程中，不必经常开关电源。 切忌无目的的拨弄仪器面板上的开关和按钮。 仪器设备出现问题，请向老师寻求帮助，请勿随便调换配件。 注意仪表允许安全电压（或电流），切勿超过！ 当被测量的大小无法估计时，应从仪表的最大量程开始测试，然 后逐渐减小量程。
ask、fsk、psk、qsk调制的基本原理
ASK（Amplitude Shift Keying）调制是一种基于改变信号的幅度来传输数字信息的调制技术。
它通过在基带信号的幅度上添加载波信号的不同幅度来表示数字信息的不同状态。
FSK（Frequency Shift Keying）调制是一种基于改变信号的频率来传输数字信息的调制技术。
它通过在不同频率上切换载波信号来表示数字信息的不同状态。
PSK（Phase Shift Keying）调制是一种基于改变信号的相位来传输数字信息的调制技术。
它通过在不同相位上改变载波信号来表示数字信息的不同状态。
QSK（Quadrature Shift Keying）调制是一种基于同时改变信号的相位和幅度来传输数字信息的调制技术。
它利用两个正交的载波信号来表示数字信息的不同状态。
这些调制技术都是数字通信中常见的调制方式，它们的基本原理是通过改变载波信号的特定属性（幅度、频率或相位）来传输数字信息。
发送端根据数字信号的不同位（0或1）来改变载波信号的属性，接收端根据接收到的信号的特性变化来还原数字信号。
ASK、FSK、PSK、QAM数字调制技术
ASK、FSK、PSK、QAM数字调制技术1934年美国学者李佛西提出脉冲编码调制(PCM)的概念，从此之后通信数字化的时代应该说已经开始了，但是数字通信的高速发展却是20世纪70年代以来的事情。
随着时代的发展，用户不再满足于听到声音，而且还要看到图像；通信终端也不局限于单一的电话机，而且还有传真机和计算机等数据终端。
现有的传输媒介电缆、微波中继和卫星通信等将更多地采用数字传输。
而这些系统都使用到了数字调制技术，本文就数字信号的调制方法作一些详细的介绍。
一数字调制数字信号的载波调制是信道编码的一部分，我们之所以在信源编码和传输通道之间插入信道编码是因为通道及相应的设备对所要传输的数字信号有一定的限制，未经处理的数字信号源不能适应这些限制。
由于传输信道的频带资源总是有限的，因此提高传输效率是通信系统所追求的最重要的指标之一。
模拟通信很难控制传输效率，我们最常见到的单边带调幅（SSB）或残留边带调幅（VSB）可以节省近一半的传输频带。
由于数字信号只有"0"和"1"两种状态，所以数字调制完全可以理解为像报务员用开关电键控制载波的过程，因此数字信号的调制方式就显得较为单纯。
在对传输信道的各个元素进行最充分的利用时可以组合成各种不同的调制方式，并且可以清晰的描述与表达其数学模型。
所以常用的数字调制技术有2ASK、4ASK、8ASK、BPSK、QPSK、8PSK、2FSK、4FSK等，频带利用率从1bit/s/Hz～3bit/s/Hz。
更有将幅度与相位联合调制的QAM技术，目前数字微波中广泛使用的256QAM的频带利用率可达8bit/s/Hz，八倍于2ASK或BPSK。
此外，还有可减小相位跳变的MSK等特殊的调制技术，为某些专门应用环境提供了强大的工具。
近年来，四维调制等高维调制技术的研究也得到了迅速发展，并已应用于高速MODEM中，为进一步提高传输效率奠定了基础。
总之，数字通信所能够达到的传输效率远远高于模拟通信，调制技术的种类也远远多于模拟通信，大大提高了用户根据实际应用需要选择系统配置的灵活性。
iq调制器子半波电压
iq调制器子半波电压1.引言1.1 概述引言部分是文章的开篇，为读者提供对主题的背景和概述。
在本篇文章中，我们将讨论IQ调制器的子半波电压。
IQ调制器是一种常用的电子设备，用于将实部和虚部信号进行组合和调制，以产生高速的信号调制。
而子半波电压是指信号通过调制器时所需的电压大小。
在本文中，我们将首先介绍I/Q调制器的基本原理和工作原理。
然后，我们将重点讨论IQ调制器在子半波电压方面的应用和性能。
最后，我们将对本文进行总结，并展望未来在IQ调制器子半波电压方面的发展。
通过对IQ调制器子半波电压的深入研究，我们可以更好地理解它在通信系统、雷达系统等领域的应用。
同时，我们也可以进一步优化IQ调制器的设计和性能，以提高系统的传输速率和可靠性。
通过本文的阅读，读者将能够了解IQ调制器子半波电压的基本概念、工作原理和应用，并对未来的研究方向有所了解。
无论是对于学术研究人员还是工程技术人员来说，本文都将提供有价值的参考和指导。
所以，请继续阅读本文，深入了解IQ调制器子半波电压的相关知识吧。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容：文章结构部分主要介绍了整篇文章的组织结构和各个章节的内容概要。
首先，本文包括引言、正文和结论三个主要部分。
引言部分主要概述了文章的主题和目标，介绍了文章要解决的问题以及研究的背景和意义。
同时，引言部分还简要介绍了文章的结构。
其次，正文部分是本文的主体部分，主要包括了两个章节：2.1 I/Q调制器的基本原理和2.2 I/Q调制器的工作原理。
在这两个章节中，将详细介绍I/Q调制器的基本原理和工作原理，包括相关的理论知识和技术原理。
同时，还会结合实际应用场景和具体案例进行分析和讨论，以便读者更好地理解和应用这些知识。
最后，结论部分是对整个文章内容的总结和展望。
通过对前文的回顾和总结，归纳出本文的主要观点和结论，并指出相关研究的不足之处和未来的研究方向，以便读者对该领域的后续研究有所启示。
TSG4100A 泰克射频信号源介绍
功率对频率
所有 TSG4100A 系列型号均级联了多个阶段的放大器和数字 衰减器，用来驱动 RF 输出。 五个阶段可以在 156 个数控步 长中提供高达+25 dB 的增益到-130 dB 的衰减。 在出厂校 准期间，对使用大约 40,000 个单元填充内存矩阵的 156 个衰 减器步长，每个步长测得的输出功率为 32 个频率/倍频程。 在设置为特定频率和功率时，仪器在这些矩阵单元之间插补， 确定最佳衰减器设置。 使用模拟衰减器在矩阵单元之间提供 0.01 dB 分辨率，补偿残余热效应。
RF 矢量信号发生器
TSG4100A 系列
I/Q 调制输入(400 MHz RF 带宽) ASK, FSK, MSK, PSK, QAM, VSB 和自定义 I/Q
模拟调制
TSG4100A 系列 RF 矢量信号发生器以入门级 RF 信号发生器 的价格，提供了中档性能和高达 200 MHz 的调制带宽。 它们 采用新技术提供无杂散输出，实现了低相位噪声(1 GHz 载波 在 20 kHz 偏置时为-113 dBc/Hz)及超高频率分辨率(在任意 频率时为 1 μHz)。 TSG4100A 系列标配模拟调制功能。 方 便地现场升级软件可以简便地从模拟调制功能转向高级矢量 调制和数字调制功能，提供最灵活的配置和最佳的投资保护。 这些仪器完善了泰克其他领先的中档 RF 测试解决方案，如基 于 USB 的 RSA306 频谱分析仪及 MDO4000B 和 MDO3000 混合域示波器。
iq调制解调原理解析
iq调制解调原理解析iQ调制解调原理解析1. 引言在现代通信系统中，调制解调器是一个关键的组件，它负责将数字信号转换成模拟信号以便在传输中传输，并将接收到的模拟信号转换回数字信号以便在接收端解码。
其中，iQ调制解调是一种常用的调制解调技术，它在无线通信和音视频传输等领域广泛应用。
本文将深入探讨iQ调制解调的原理及其相关概念。
2. iQ调制解调概念iQ调制解调是一种基于正交振荡信号的调制解调方法。
它使用两个正交的信号，分别称为I（In-phase）和Q（Quadrature）信号，来表示原始信号的实部和虚部。
这种正交振荡信号可以通过调制解调器的正交混频器生成，其中正交混频器利用相位差为90度的正弦和余弦信号进行乘法运算得到。
3. iQ调制原理iQ调制的原理是将原始信号分成实部和虚部，并利用正交混频器将这两个信号与振荡信号相乘，从而进行调制。
其中，原始信号可以是从音频或视频源获取的模拟信号或数字信号，通过采样和量化处理后得到。
通过将原始信号分成实部和虚部，iQ调制提供了更多的信息传输能力，并且可以在传输中更好地抵抗干扰。
4. iQ解调原理在接收端，iQ调制解调器需要将接收到的模拟信号还原为数字信号。
利用正交混频器将接收到的信号与正交振荡信号相乘，得到I和Q两个信号。
通过低通滤波器去除高频成分，并对I和Q信号进行采样和量化，最终得到解调后的数字信号。
通过这一过程，iQ调制解调器实现了信号的还原和解码。
5. iQ调制解调的优势iQ调制解调相较于传统调制解调方法具有一些明显的优势。
iQ调制可以提供更高的频谱效率，即在相同带宽下传输更多的信息。
由于iQ调制将原始信号分成实部和虚部，并使用正交振荡信号进行传输，因此在传输过程中对相位和幅度的变化更加稳定，提高了抗干扰能力和传输质量。
iQ调制解调在多天线系统中也有广泛应用，可以实现空间多路复用和频率复用，提高系统容量和覆盖范围。
6. 结论iQ调制解调是一种基于正交振荡信号的调制解调方法，在现代通信系统中得到广泛应用。
仿真实现ASK、PSK、FSK、DPSK、QAM技术
仿真实现ASK、PSK、FSK、DPSK、QAM技术仿真实现ASK、PSK、FSK、DPSK、QAM技术一(数字调制系统的相关原理数字调制可以分为二进制调制和多进制调制，多进制调制是二进制调制的推广，所以本文主要讨论二进制的调制与解调，最后简单讨论一下多进制调制中的MFSK(M元移频键控)和MPSK(M元移相键控)。
最常见的二进制数字调制方式有二进制振幅键控(2-ASK)、移频键控(2-FSK)和移相键控(2-PSK和2-DPSK)。
下面是这几种调制方式以及其改进调制方式的相关原理。
1.二进制幅度键控(2-ASK)幅度键控可以通过乘法器和开关电路来实现。
载波在数字信号1或0的控制下通或断，在信号为1的状态载波接通，此时传输信道上有载波出现;在信号为0的状态下，载波被关断，此时传输信道上无载波传送。
那么在接收端我们就可以根据载波的有无还原出数字信号的1和0。
2-ASK信号功率谱密度的特点如下:(1)由连续谱和离散谱两部分构成;连续谱由传号的波形g(t)经线性调制后决定，离散谱由载波分量决定;(2)已调信号的带宽是基带脉冲波形带宽的二倍。
2 .二进制频移键控(2-FSK)频移键控是利用两个不同频率f1和f2的振荡源来代表信号1和0，用数字信号的1和0去控制两个独立的振荡源交替输出。
对二进制的频移键控调制方式，其有效带宽为B=2xF+2Fb,xF是二进制基带信号的带宽也是FSK信号的最大频偏，由于数字信号的带宽即Fb值大，所以二进制频移键控的信号带宽B较大，频带利用率小。
2-FSK功率谱密度的特点如下:(1) 2FSK信号的功率谱由连续谱和离散谱两部分构成,•离散谱出现在f1和f2位置;(2) 功率谱密度中的连续谱部分一般出现双峰。
若两个载频之差|f1 -f2|?fs，则出现单峰。
3.二进制相移键控(2-PSK)在相移键控中，载波相位受数字基带信号的控制，如在二进制基带信号中为0时，载波相位为0或π，为1时载波相位为π或0。
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IQ调制基本理论(ASK FSK PSK QAM)
数字IQ调制凭借高数据速率以及易于实现等优势，广泛应用于无线通信系统。
与传统的模拟调制不同，数字调制采用了新颖的IQ调制架构，以0、1比特流为调制信号。
简单地讲，数字调制的过程就是将原始数据比特流按照一定的规则映射至IQ坐标系的过程。
映射完成后将得到数字I和Q信号，再分别由DAC转换为模拟I和Q信号，最后经IQ调制器上变频至射频频段。
本文将介绍数字IQ调制的基本理论。
1.IQ定义
下图1所示的矢量坐标系，横轴为实部，纵轴为虚部。
数字IQ调制完成了符号到矢量坐标系的映射，映射点一般称为星座点，具有实部和虚部。
从矢量角度讲，实部与虚部是正交的关系，通常称实部为In-phase分量，则虚部为Quadrature分量。
这就是IQ的由来，该矢量坐标系也可以称为IQ坐标系。
在IQ坐标系中，任何一点都确定了一个矢量，可以写为(I + jQ)的形式，数字调制完成后便可以得到相应的I 和Q 波形，因此数字调制又称为矢量调制。
图1. IQ矢量坐标系
无论是模拟调制，还是数字调制，都是采用调制信号去控制载波信号的三要素：
幅度、频率和相位，分别称为调幅、调频和调相。
模拟调制称为AM、FM和PM，而数字调制称为ASK、FSK和PSK。
数字调制中还有一种调制方式同时包含幅度和相位调制，称为QAM调制(正交幅度调制)。
下面将逐一进行介绍。
1.ASK(Amplitude Shift Keying)称为幅移键控
通常指二进制幅移键控2ASK，只对载波作幅度调制，因此符号映射至IQ坐标系后只有
I 分量，而且只有两个状态——幅度A1和A2，如图2所示。
一个bit就可以表征两个
状态，“0”对应A1，“1”对应A2。
即一个状态只包含1 bit信息，故符号速率与比特率相同。
类似于模拟AM调制，ASK也具有调制深度的概念，调制深度定义为
Mod.depth=(A2-A1)/A2 X 100%
图2. 2ASK调制映射星座图
当2ASK的调制深度为100%时，只有比特“1”有信号，比特“0”没有信号，所以称为On-Off Keying，简称为OOK调制。
OOK是一种特殊的ASK调制，调制后的波形为射频脉冲信号。
图3给出了当调制源为"1001110001101"时，OOK调制之后产生的波形。
其中上半图为采用Rectangular filter对应的波形，脉冲波形很完美；下半图为采用Raised Cosine filter时的波形，由于该滤波器具有陡峭的滚降特性，抑制了脉冲信号的高频边带，所以脉冲波形的边沿变得很缓。
因此，如果采用OOK方式产生射频脉冲串，一定要采用Rectangular filter。
图3. OOK调制生成射频脉冲信号(pattern "1001110001101")
2.FSK(Frequency Shift Keying)称为频移键控
常见的FSK包括2FSK、4FSK、8FSK、16FSK等。
FSK一般不提及星座图，而是将符号映射至频率轴，图4以2FSK和4FSK为例，给出了经典的符号映射关系，纵轴为基带信号频率相对于FSK Peak Deviation的归一化值。
图4. 2FSK和4FSK符号映射方式
FSK是如何实现的呢？以4FSK为例，具有{-1,-1/3, 1/3, 1}四个归一化频率状态，假设FSKPeak Dev.为3MHz，则四个基带频率分别为{-3MHz, -1MHz, 1MHz, 3MHz }。
选择调制源为pattern '00011011'，并设置符号速率为1M Sym./s，则在四个频点上都将分别持续1us，即每个符号周期内对应的都是一个CW信号。
虽然FSK并不是将符号直接映射至IQ坐标系中，但是FSK调制依然具有I 分量和Q 分量。
因为任何一个频率不为0的基带信号，在IQ坐标系上的矢量轨迹都是一个圆，这意味着在不同时刻，该信号的I 分量和Q分量也是变化的。
假设基带信号频率为ω1，则用虚指数形式可以表示为ejω1t，因此在IQ坐标系上，随着时间变化的矢量轨迹为一个圆。
根据欧拉公式可得
e jω1t=cos(ω1t)+j∗sin(ω1t)=I+jQ
图5. 频率非0时的基带信号矢量轨迹
图6给出了上述例子中4FSK调制的I 和Q 波形，因为符号周期为1us，所以对于f1和f4，一个符号周期内包含三个周期波形。
类似地，对于f2和f3，包含一个周期波形。
从IQ坐标系的角度看，FSK调制的过程就是沿着轨迹圆作圆周运动的过程，只是基带频率越高，运动
速度越快。
圆周运动过程中，改变的是载波的相位，因此也可以理解为FSK是通过调相间接实现的。
如果符号速率较高，则符号周期较短，FSK调制过程中很有可能出现一个符号周期只包含部分波形的情况，如图7所示，除了+/-3MHz两个频点是一个完整的周期，+/-1MHz两个频点只有部分波形。
图6. 4FSK调制的IQ波形(1M Sym./s，3MHz deviation)
图7. 4FSK调制的IQ波形(3M Sym./s，3MHz deviation)
3.PSK(Phase Shift Keying)称为相移键控，是非常主流的数字调制方式
常用的PSK调制方式包括BPSK、QPSK、OQPSK、8PSK等。
PSK调制是将符号直接映射到IQ坐标系上的，图8给出了几组常用的映射方式。
图8. 常见的BPSK/QPSK/8PSK映射方式
下面以QPSK为例，介绍符号映射的过程，其它PSK调制过程与此类似。
假设比特流为“00 01 11 10 01 00 11 10 00 11”共10个符号，按照图8的映射方式，可以得到图9所示的IQ 基带波形及其矢量轨迹图。
图中数字1~9表示符号点的跳变轨迹，比如跳频路径1是指从符号(00)跳变至(01)的矢量轨迹，跳频路径2是从符号(01)跳变至(11)的矢量轨迹。
其中跳频路径4、6和9会出现I 和Q 同时为0的情况，意味着这一瞬间将没有信号输出。
这将导致输出的射频信号具有较高峰均比PAR，如果要求发射平均功率达到某一水平，高PAR对应的峰值功率将更高，对功率放大器的设计提出了挑战。
图9. QPSK调制得到的基带IQ波形以及矢量轨迹图
为了规避这种过零点“行为”，通过将Q路信号延迟半个符号周期，此时I 和Q 不会同时为0，符号跳变时也就绕开了原点，如下图所示。
这种QPSK调制一般称为OffsetQPSK，简称为OQPSK；有的文献称为staggeredQPSK，简称为SQPSK。
图10. OQPSK调制得到的基带IQ波形以及矢量轨迹图
4.QAM(Quadrature Amplitude Modulation)称为正交幅度调制
属于高阶数字调制，一个符号携带多个bit信息，比如16/32/64/128/256/512/1024QAM 等，因此在移动通信中较为常用。
前面介绍的PSK调制并不会改变载波的振幅，只是改
变其相位，而QAM调制相当于调幅和调相结合的调制方式，不仅会改变载波振幅，还会改变其相位。
图11以16QAM调制为例，给出了常用的映射星座图，具有16个星座点，因此一个符号携带4 bits信息。
16QAM调制的I 和Q 路信号为4电平信号，作为示例，图12给出了pattern为“01000101 0011 1100 0000 0010 1001 1100”对应的16QAM调制的基带IQ信号波形。
图11. 常用的16QAM映射星座图
图12. 16QAM调制的IQ基带波形(“01000101001111000000001010011100”)
IQ坐标系上映射星座点的I 和Q 决定了载波信号的振幅，而不是包络。
为了便于证明，下面使用IQ调制的方式产生一个与载波同频的CW信号，对应的I 和Q 分量为一个常数，假设取图1所示的映射点，i(t)=√2/2，q(t)= √2/2。
经过图13所示的IQ调制器上变频后得到射频信号s(t)为
可见，射频信号是振幅为1的连续波信号，因此√(I2+Q2)定义了载波信号的振幅。
图13. IQ Modulator架构示意图
根据16QAM的星座图可知，任意两个符号之间都有可能存在跳变，而每个符号映射点对应的矢量模值可能不同，相位也可能不同，因此QAM调制会导致载波的振幅发生变化，同时相位也发生变化。
以上简单介绍了常见的几种通用数字调制方式，有时由于系统需要，要求的调制方式比较特殊，这种情况下可以自定义数字调制。
自定义数字调制其实就是根据要求自定义星座图，然后按照映射规则实现符号映射，从而完成调制。
通常标准测试设备AWG或者VSG都允许用户自定义数字调制，并提供相应的操作界面，图14是一款AWG自定义数字调制的界面，可以直接调整IQ坐标。
图14. 自定义星座点的坐标
对于PSK和QAM调制，为了限制信号带宽，防止ISI，一般都会采用PulseShaping Filter对数字IQ信号进行滤波。
关于Pulse Shaping Filter将在后面介绍基带IQ信号带宽与射频带宽之间的关系时作介绍。