数字调制技术
数字调制提供更多信息容量、高数据安全性、更快的系统可用性和高质量通信。因此,数字调制技术的需求更大,因为它们比模拟调制技术能够传输大量数据。
数字调制技术有很多种,我们甚至可以结合使用这些技术。在本章中,我们将讨论最突出的数字调制技术。
幅移键控
结果输出的幅度取决于输入数据,它应该是零电平还是正负变化,取决于载波频率。
幅移键控 (ASK) 是一种幅度调制,它以信号幅度变化的形式表示二进制数据。
以下是 ASK 调制波形及其输入的图表。
任何调制信号都有高频载波。 ASK 调制后的二进制信号,当输入为低电平时,输出为零值;当输入为高电平时,输出为载波输出。
频移键控
输出信号的频率将为高或低,具体取决于所应用的输入数据。
频移键控 (FSK) 是一种数字调制技术,其中载波信号的频率根据离散数字变化而变化。FSK 是一种频率调制方案。
以下是 FSK 调制波形及其输入的图表。
FSK 调制波的输出对于二进制高电平输入频率较高,对于二进制低电平输入频率较低。二进制 1 和 0 被称为 标记 和 空间频率。
相移键控
输出信号的相位根据输入而移动。根据相移的数量,主要有两种类型,即 BPSK 和 QPSK。另一种是 DPSK,它根据先前的值改变相位。
相移键控 (PSK) 是一种数字调制技术,其中通过在特定时间改变正弦和余弦输入来改变载波信号的相位。PSK 技术广泛用于无线局域网、生物识别、非接触式操作以及 RFID 和蓝牙通信。
PSK 有两种类型,具体取决于信号移动的相位。它们是 −
二相相移键控 (BPSK)
这也称为 2 相 PSK(或)相位反转键控。在这种技术中,正弦波载波采用两次相位反转,例如 0° 和 180°。
BPSK 基本上是一种 DSB-SC(双边带抑制载波)调制方案,因为消息是数字信息。
以下是 BPSK 调制输出波及其输入的图像。
正交相移键控 (QPSK)
这是相移键控技术,其中正弦波载波采用四次相位反转,例如 0°、90°、180° 和 270°。
如果进一步扩展这种技术,PSK 也可以由八个或十六个值完成,具体取决于要求。下图表示两位输入的 QPSK 波形,显示了不同二进制输入实例的调制结果。
QPSK 是 BPSK 的一种变体,也是 DSB-SC(双边带抑制载波)调制方案,一次发送两位数字信息,称为 bigits。
它不是将数字位转换为一系列数字流,而是将它们转换为位对。这会将数据比特率降低一半,从而为其他用户留出空间。
差分相移键控 (DPSK)
在 DPSK(差分相移键控)中,调制信号的相位相对于前一个信号元素发生偏移。这里不考虑参考信号。信号相位跟随前一个元素的高或低状态。这种 DPSK 技术不需要参考振荡器。
下图表示 DPSK 的模型波形。
从上图可以看出,如果数据位为低电平,即 0,则信号的相位不会反转,而是继续保持原样。如果数据为高电平,即 1,则信号的相位会反转,就像 NRZI 一样,在 1 上反转(一种差分编码)。
如果我们观察上述波形,我们可以说高电平状态代表调制信号中的 M,低电平状态代表调制信号中的 W。