《信号调制解调电路》课件

信号调制解调电路信号调制解调电路是通信系统中不可或缺的一部分，它将原始信息信号转换为适合传输的信号，并在接收端将信号还原课程大纲信号调制解调电路数字调制信号调制是将信号转换为适合传输的信号的解调电路是将调制信号恢复成原始信号的过数字调制使用数字信号来调制载波信号过程程绪论本课程将介绍信号调制解调电路的基本原理、应用和发展趋势重点阐述振幅调制、频率调制、相位调制、数字调制和解调的基本概念、方法和电路实现信号调制的概念

1.1信息信号载波信号

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22.信息信号是指需要传输的原始载波信号是一种频率较高、功信号，例如声音、图像、视频率较大的信号，用于携带信息等信号调制过程调制结果

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44.信号调制是将信息信号加载到调制后的信号称为调制信号，载波信号上的过程，改变载波它包含了信息信号的特征，可信号的某个参数，使它能够承以远距离传输载信息信号信号调制的作用与意义

1.2提高信道利用率克服信号传播障碍通过将多个信号叠加在同一频带上，提高信道容量，使得更多信将信号调制到高频载波上，克服信号传播距离限制，有效地扩展息可以在有限的频谱资源中传输通信距离，实现远程通信信号调制的发展历程

1.3数字调制1现代数字通信频率调制2广播、电视、雷达等振幅调制3早期无线电通信信号调制发展历程是一个从简单到复杂、从模拟到数字的过程早期主要采用振幅调制技术，用于无线电通信随着技术发展，频率调制技术应用于广播、电视和雷达等领域如今，数字调制技术已成为现代数字通信的核心振幅调制（）

2.AM振幅调制是一种常见的信号调制方式，它通过改变载波信号的振幅来传递信息信号振幅调制广泛应用于广播、通信等领域振幅调制的基本原理

2.1载波信号载波信号是一种高频信号，它本身不包含信息，起到承载信息的载体作用调制信号调制信号是包含信息的低频信号，它的变化会改变载波信号的幅度调制过程调制信号的幅度变化会对应改变载波信号的幅度，将信息嵌入到载波信号中双边带振幅调制

2.2双边带振幅调制（DSB-AM）是最基本的调制方式之一这种调制方式将载波的振幅随调制信号的变化而改变，包含了信号的两个边带1载波频率不变的信号，作为信息的载体2调制信号需要传输的信息，通常是音频信号3边带调制信号与载波的相互作用产生的频率成分单边带振幅调制

2.3特点优点缺点仅传输一个边带信号节省带宽，提高信噪比解调较复杂，需要同步信号单边带振幅调制SSB-AM仅传输一个边带信号，从而节省了带宽由于抑制了另一个边带信号，SSB-AM的信噪比比双边带振幅调制DSB-AM高然而，SSB-AM的解调过程较为复杂，需要使用同步解调器，以提供与发送信号同步的载波信号振幅调制电路

2.4振幅调制电路是将调制信号与载波信号进行组合，并将调制信号的信息叠加到载波信号上的关键部分常见的振幅调制电路类型包括调幅发射机和调幅接收机调幅发射机负责将音频信号或其他调制信号与载波信号进行混合，生成调制信号，并将其发送出去调幅接收机则接收调制信号，并通过解调电路将载波信号剥离，还原出原始的调制信号频率调制（）

3.FM频率调制（FM）是一种常见的信号调制技术，在无线通信、广播、音频设备等领域得到广泛应用该技术利用载波频率的变化来传递信息信号，并可以有效抵抗噪声干扰频率调制的基本原理

3.1载波频率变化调制信号影响线性调制频率调制FM是一种调制技术，其中调制信号的幅度决定了载波频率的偏离FM调制通常是线性的，这意味着载波载波信号的频率根据调制信号的变化而量，调制信号的频率决定了载波频率变频率的偏移量与调制信号的幅度成正比改变化的速度窄带频率调制

3.2窄带频率调制是一种频率调制技术，调制信号的频率变化范围较小，通常小于载波频率的1%窄带频率调制信号的频谱集中在载波频率附近，带宽较小，适用于无线电广播、移动通信等应用宽带频率调制

3.3特点优点缺点调制指数大于1抗噪声能力强，信噪带宽大，传输效率低比高宽带调制信号频谱较宽，传输效率较低，但抗噪声性能好，适用于对信号质量要求较高的场合频率调制电路

3.4频率调制电路是将基带信号转换为调制信号的关键通常，频率调制电路包括振荡器、调制器和滤波器等关键组成部分振荡器产生载波信号，调制器将基带信号加载到载波信号的频率上，滤波器用于去除噪声和非线性失真相位调制（）

4.PM相位调制是一种通过改变载波信号的相位来传递信息的调制方式相位调制具有抗噪声性能好、频谱利用率高等优点，在数字通信系统中应用广泛相位调制的基本原理

4.1相位变化调制过程调制信号在相位调制中，载波信号的相位随调制信号调制信号控制载波信号的相位偏移，从而实相位调制信号的相位变化与调制信号的幅度的变化而变化现信息传输成比例相位调制电路

4.2相位调制电路通常由以下部分组成载波源、调制信号源、相位调制器和滤波器载波源提供频率和相位稳定的载波信号，调制信号源提供需要调制的信号，相位调制器将调制信号转换成相位变化，滤波器用于滤除不需要的频率成分数字调制

5.数字调制是将数字信号转换为模拟信号的过程它允许数字数据在模拟信道上传输数字调制技术广泛应用于现代通信系统，例如移动电话，无线网络和卫星通信调制

5.1ASK基本原理优点ASK调制是利用载波信号的振幅ASK调制实现简单，电路结构简变化来表示数字信号，数字信号单，成本低，便于实现“0”对应低电平，数字信号“1”对应高电平缺点应用场景抗噪声能力较差，容易受到噪声ASK调制主要应用于短距离数据的影响，造成误码率增加传输，比如红外遥控、无线门铃等调制

5.2FSK频率偏移键控二进制编码频率调制FSK是一种数字调制方式，通过改变载波频FSK调制使用二进制代码来表示不同的频率FSK调制本质上是利用频率调制（FM）技率来表示不同的数字信息，以实现数字信号，例如，用一个频率表示“0”，另一个频率术，根据数字信号的变化来改变载波频率在模拟信道上的传输表示“1”调制

5.3PSK数字信号调制相位变化

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22.PSK使用载波相位变化来表示每个相位变化对应一个特定的数字数据数字位相位移位键控抗噪声性

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44.PSK信号中的相位变化以特定PSK具有较高的抗噪声性，在的方式进行编码噪声环境下具有良好的性能数字调制电路

5.4数字调制电路是指将数字信号转换成适合在信道中传输的模拟信号的电路常见的数字调制方式有ASK、FSK、PSK等数字调制电路通常由调制器和解调器组成，调制器将数字信号转换为模拟信号，解调器将模拟信号还原为数字信号数字调制电路的性能指标包括调制效率、抗噪声能力、频谱利用率等数字调制电路在现代通信系统中得到了广泛的应用，例如无线通信、卫星通信、光纤通信等解调电路解调电路是信号调制的反向过程，将调制信号转换为原始信号解调电路根据调制方式不同而有所区别，常见的解调电路包括振幅调制解调电路、频率调制解调电路、相位调制解调电路和数字调制解调电路振幅调制解调

6.1包络检波同步解调包络检波是最常用的AM解调方法它利用二极管的单向导电特同步解调使用一个与发射信号相同的载波信号来解调这可以消性，将调制信号的包络提取出来除噪声和干扰的影响，提高解调质量频率调制解调

6.2接收电路收音机调谐器解调器芯片FM FMFMFM接收电路主要由频率调制解调器、中频调谐器用于选择所需的频率并过滤掉其他频FM解调器芯片将接收到的频率变化转换为放大器、解调器和音频放大器组成这些率它允许用户收听特定电台的广播节目音频信号，使听众能够听到声音组件协同工作以提取原始音频信号相位调制解调

6.3相位解调鉴相器相位解调器利用相位变化信息恢复原始信号常见的相位解调器鉴相器通过比较输入信号与参考信号的相位差，产生与相位差成包括鉴相器和PLL环路比例的输出电压数字调制解调

6.4解调方法相干解调数字调制解调用于将数字信号转换为模拟信号，再进行传输常见需要载波信号作为参考，用于同步解调数字信号相干解调可以提的数字解调方法包括相干解调和非相干解调高解调性能，但实现复杂非相干解调应用不需要载波信号作为参考，直接对接收信号进行解调非相干解调数字调制解调广泛应用于无线通信、数据传输等领域，例如手机、实现简单，但解调性能较低无线网络等总结与展望本课程介绍了信号调制解调电路的基本原理、类型、以及应用信号调制解调技术是现代通信系统中的核心技术，在广播、电视、移动通信、互联网等领域发挥着重要作用。