模拟通信 - 调制

为了将信号传输到远处,不受任何外部干扰或噪声的影响,并且不会衰减,它必须经过一个称为调制的过程。它提高了信号的强度,而不会干扰原始信号的参数。

什么是调制?

携带信号的消息必须传输到远处,并且为了建立可靠的通信,它需要借助不应影响消息信号原始特征的高频信号。

如果消息信号的特征发生变化,其中包含的消息也会改变。因此,必须注意消息信号。高频信号可以传播更长的距离,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。这个过程简称为调制。

调制是根据调制信号的瞬时值改变载波信号参数的过程。

调制的必要性

基带信号不适合直接传输。对于这样的信号,为了传输更长的距离,必须通过使用高频载波进行调制来增加其强度,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施调制的一些优势。

  • 减小天线尺寸
  • 无信号混合
  • 增加通信范围
  • 信号复用
  • 带宽调整的可能性
  • 改善接收质量

调制过程中的信号

以下是调制过程中的三种信号类型。

消息或调制信号

包含要传输的消息的信号称为消息信号。它是一个基带信号,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,用于在调制后将信号传送到接收器。

已调制信号

调制过程后得到的信号称为已调制信号。该信号是调制信号和载波信号的组合。

调制类型

调制有很多种类型。根据所使用的调制技术,它们可分为下图所示的类型。

调制类型

调制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,高频正弦波用作载波。这进一步分为幅度和角度调制。

  • 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,使用周期性的矩形脉冲序列作为载波。这进一步分为模拟和数字调制。

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)。这些数字调制技术在我们的数字通信教程中进行了讨论