通信的最终目的是在一定的距离内传递信息。虽然基带数字信号可以在传输距离相对较近的情况下直接传送,但如果要远距离传输时,特别是在无线或光纤信道上传输时,则必须经过调制将信号频谱搬移到高频处才能在信道中传输。为了使数字信号在有限带宽的高频信道中传输,必须对数字信号进行载波调制。如同传输模拟信号时一样,传输数字信号时也有三种基本的调制方式:幅移键控(ASK)、频移键控(FSK)和相移键控(PSK)。它们分别对应于用载波(正弦波)的幅度、频率和相位来传递数字基带信号,可以看成是模拟线性调制和角度调制的特殊情况。
理论上,数字调制与模拟调制在本质上没有什么不同,它们都是属正弦波调制。但是,数字调制是调制信号为数字型的正弦波调制,而模拟调制则是调制信号为连续型的正弦波调制。
在数字通信的三种调制方式(ASK、FSK、PSK)中,就频带利用率和抗噪声性能(或功率利用率)两个方面来看,一般而言,都是PSK系统最佳。所以PSK在中、高速数据传输中得到了广泛的应用。
1、ASK--又称幅移键控法。载波幅度是随着调制信号而变化的。其最简单的形式是,载波在二进制调制信号控制下通断, 这种方式还可称作通-断键控或开关键控(OOK) 。
l 调制方法:用相乘器实现调制器。
l 调制类型:2ASK,MASK。
l 解调方法:相干法,非相干法。
MASK,又称多进制数字调制法。在二进制数字调制中每个符号只能表示0和1(+1或-1)。但在许多实际的数字传输系统中却往往采用多进制的数字调制方式。与二进制数字调制系统相比,多进制数字调制系统具有如下两个特点: 第一:在相同的信道码源调制中,每个符号可以携带log2M比特信息,因此,当信道频带受限时可以使信息传输率增加,提高了频带利用率。但由此付出的代价是增加信号功率和实现上的复杂性。 第二,在相同的信息速率下,由于多进制方式的信道传输速率可以比二进制的低,因而多进制信号码源的持续时间要比二进制的宽。加宽码元宽度,就会增加信号码元的能量,也能减小由于信道特性引起的码间干扰的影响等。
二进制2ASK与四进制MASK调制性能的比较:
在相同的输出功率和信道噪声条件下,MASK的解调性能随信噪比恶化的速度比OOK要迅速得多。这说明MASK应用对SNR的要求比普通OOK要高。在相同的信道传输速率下M电平调制与二电平调制具有相同的信号带宽。即在符号速率相同的情况下,二者具有相同的功率谱。
虽然,多电平MASK调制方式是一种高效率的传输方式,但由于它的抗噪声能力较差,尤其是抗衰落的能力不强,因而它一般只适宜在恒参信道下采用。
2、PSK--又称相移键控法, 根据数字基带信号的两个电平使载波相位在两个不同的数值之间切换的一种相位调制方法。
产生PSK信号的两种方法:
1)、调相法:将基带数字信号(双极性)与载波信号直接相乘的方法:
2)、选择法:用数字基带信号去对相位相差180度的两个载波进行选择。
两个载波相位通常相差180度,此时称为反向键控(PSK)。
S PSK =AS DIG (T)COS(W 0 T+O 0 ) 式中:S DIG (T)=1或-1
l 解调方法:只能采用相干解调。
l 类型:二进制相移键控(2PSK),多进制相移键控(MPSK)。
3、FSK--又称频移键控法。FSK是信息传输中使用得较早的一种调制方式,它的主要优点是: 实现起来较容易,抗噪声与抗衰减的性能较好。在中低速数据传输中得到了广泛的应用。所谓FSK就是用数字信号去调制载波的频率。
l 调制方法:2FSK可看作是两个不同载波频率的ASK以调信号之和。
l 解调方法:相干法和非相干法。
l 类型:二进制移频键控(2FSK),多进制移频键控(MFSK)。
在上述三种基本的调制方法之外,随着大容量和远距离数字通信技术的发展,出现了一些新的问题,主要是信道的带宽限制和非线性对传输信号的影响。在这种情况下,传统的数字调制方式已不能满足应用的需求,需要采用新的数字调制方式以减小信道对所传信号的影响,以便在有限的带宽资源条件下获得更高的传输速率。这些技术的研究,主要是围绕充分节省频谱和高效率的利用频带展开的。多进制调制,是提高频谱利用率的有效方法,恒包络技术能适应信道的非线性,并且保持较小的频谱占用率。
从传统数字调制技术扩展的技术有最小移频键控(MSK)、高斯滤波最小移频键控(GMSK)、正交幅度调制(QAM)、正交频分复用调制(OFDM)等等。
4、QAM--又称正交幅度调制法。在二进制ASK系统中,其频带利用率是1bit/s·Hz,若利用正交载波调制技术传输ASK信号,可使频带利用率提高一倍。如果再把多进制与其它技术结合起来,还可进一步提高频带利用率。能够完成这种任务的技术称为正交幅度调制(QAM)。它是利用正交载波对两路信号分别进行双边带抑制载波调幅形成的。通常有二进制 QAM,四进制QAM(16QAM),八进制QAM(64QAM),……等。
5、MSK--又称最小移频键控法。当信道中存在非线性的问题和带宽限制时,幅度变化的数字信号通过信道会使己滤除的带外频率分量恢复,发生频谱扩展现象,同时还要满足频率资源限制的要求。因此,对己调信号有两点要求,一是要求包络恒定;二是具有最小功率谱占用率。因此,现代数字调制技术的发展方向是最小功率谱占有率的恒包络数字调制技术。现代数字调制技术的关键在于相位变化的连续性,从而减少频率占用。近年来新发展起来的技术主要分两大类:一是连续相位调制技术(CPFSK),在码元转换期间无相位突变,如MSK,GMSK等;二是相关相移键控技术(COR-PSK),利用部分响应技术,对传输数据先进行相位编码,再进行调相(或调频)。 MSK(最小频移键控)是移频键控FSK的一种改进形式。在FSK方式中,每一码元的频率不变或者跳变一个固定值,而两个相邻的频率跳变码元信号,其相位通常是不连续的。所谓MSK方式,就是FSK信号的相位始终保持连续变化的一种特殊方式。可以看成是调制指数为05的一种CPFSK信号。
实现MSK调制的过程为:先将输入的基带信号进行差分编码,然后将其分成I、Q两路,并互相交错一个码元宽度,再用加权函数cos(πt/2Tb)和sin(πt/2Tb)分别对I、Q两路数据加权,最后将两路数据分别用正交载波调制。MSK使用相干载波最佳接收机解调。
6、GMSK--又称高斯滤波最小移频键控法。是使用高斯滤波器的连续相位移频键控,它具有比等效的未经滤波的连续相位移频键控信号更窄的频谱。 在GSM系统中,为了满足移动通信对邻信道干扰的严格要求,采用高斯滤波最小移频键调制方式(GMSK),该调制方式的调制速率为270833Kbit/sec,每个时分多址TDMA帧占用一个时隙来发送脉冲簇,其脉冲簇的速率为33.86Kbs。它使调制后的频谱主瓣窄、旁瓣衰落快,从而满足GSM系统要求,节省频率资源。
对于FSK 信号的解调方式很多:相干解调、滤波非相干解调、正交相乘非相干解调。而FSK 的非相干解调一般采用滤波非相干解调。输入的FSK 中频信号分别经过中心频率为fH、fL 的带通滤波器,然后分别经过包络检波,包络检波的输出在t=kTb。时抽样(其中k 为整数),并且将这些值进行比较。根据包络检波器输出的大小,比较器判决数据比特是1还是0。
在高斯白噪声信道环境下FSK 滤波非相干解调性能较相干FSK 的性能要差,但在无线衰落环境下,FSK 滤波非相干解调却表现出较好的稳健性。
FSK 的数字化实现方法一般采用正交相乘方法加以实现。
零中频/超外差/正交采样
在所有的通信书上都会有下面的内容,有的接收机方案采用零中频,而有些采用超外差。下图是个标准的零中频方案。
在具体实现时有下面两种方法:
让我们先构造一个已调信号为3250Hz,3450Hz,3800Hz,4000Hz的余弦信号相加;
x(n)=002 cos(2π3250n)+02 cos(2π3450n)+2 cos(2π3800n)+20 cos(2π4000n)
以3600Hz为本振信号进行混频,下图分别为原始信号/使用同相支路/使用正交支路/正交采样
从图上可以看到仅使用同相分路和正交分路产生信号的频谱,都会产生上下变带的重叠;
如果xcosω_0-ixsinω_0正交采样会把这种重叠去除,得到一个零频的基带信号;
具体过程如下图详解:
超外差
以4500为本振
以3000为本振
如果信号x带宽为B,如果LO位于B内部(一般情况是中心),则是零中频方案,需要正交采样/解调;使用单路会产生LO上下边带重叠;而使用正交采样的方案会去掉这种重叠;
如果LO位于B外部,则是超外差或者超内差方案,这种会把信号搬到基带附近;但是会造成B意外的干扰信号混到基带附近的有用信号中,造成镜像干扰;需要把干扰提前滤波;
如果本振在B带内,则必须使用正交采样/解调;超外差方式可以不用正交采样/解调。
数字电视常用的调制方式有:QPSK(四相移相键控)调制、QAM(正交幅度)调制和OFDM调制等。
1,QPSK调制
QPSK调制称为四相移相键控调制,Q代表正交、PSK代表移相键控。QPSK调制器可以看成是由2个PSK调制器组合而成。QPSK调制器的载波发生器所产生的载波分成两路:一路是正弦载波:另一路是相位导前90°的余弦载波,各自分别进行相位键控。
2,QAM调制
QAM称为正交调幅调制,它是用数字信号既调载波幅度,也调制其相位,使载波的幅度和相位均受控于数字信号。常用的有16QAM、32QAM、64QAM、258QAM等。
数字电视概念:数字电视又称为数位电视或数码电视,是指从演播室到发射、传输、接收的所有环节都是使用数字电视信号或对该系统所有的信号传播都是通过由0、1数字串所构成的二进制数字流来传播的电视类型,与模拟电视相对。其信号损失小,接收效果好。
主要特点:数字电视是一个从节目采集、节目制作节目传输直到用户端都以数字方式处理信号的端到端的系统。基于DVB技术标准的广播式和“交互式”数字电视.采用先进用户管理技术能将节目内容的质量和数量做得尽善尽美并为用户带来更多的节目选择和更好的节目质量效果,数字电视系统可以传送多种业务,如高清晰度电视(简写为“HDTV”或“高清”)、标准清晰度电视(简写为“SDTV”或“标清”)、互动电视、BSV液晶拼接及数据业务等等。与模拟电视相比,数字电视具有图像质量高、节目容量大(是模拟电视传输通道节目容量的10倍以上)和伴音效果好的特点。
问题一:什么是正交解码 正交脉冲是指,增量式编码器的a相,b相分别能输出矩形波脉冲信号,这两个信号之间的相位相差90度,故名正交脉冲。可以利用正交脉冲检测位置和分析。
问题二:什么是正交解码 涉及信号与系统和通信原理的内容,在这里讲不清楚,建议搂主静下心来看看课本。这个是通信专业必修课
问题三:mcu的正交解码器一般干什么用 一般用于电机控制,需要精确控制的电机往往带有光电编码盘,从光编码盘输出信号直接接到QEI也就是正交编解码模块上,MCU可以得到转子的精确位置及速度等信息。
问题四:stm32 正交解码是什么意思 A,B是增量信号,Z是零位信号,如果不需要零位信号,Z信号可以不接
问题五:何谓正交编码?什么是超正交码 两个周期为T的波形s1(t),s2(t)在一个周期内积分为零,则他们是正交的,如果是离散域,则对他们采样值的累加和为零即s1(m)s2(m)的累加和为零。
问题六:正交解码芯片除了HCTL还有什么 10分 LS7184 LS7183
问题七:正交编码脉冲计数器的基本原理是什么?主要用途是什么?主要会用到哪些芯片? baikebaidu/view/56984wtp=tt
百度百科里有 一般常用增量式编码器
问题八:什么是正交脉冲 正交脉冲是指,增量式编码器的a相,b相分别能输出矩形波脉冲信号,这两个信号之间的相位相差90度,故名正交脉冲。可以利用正交脉冲检测位置和分析。
问题九:正交编码器接口QEI的功能概述 典型的增量式编码器包括一个放置在电机传动轴上的开槽的轮子和一个用于检测该轮上槽口的发射器/ 检测器模块。通常,有三个输出,分别为:A相、B相和索引(INDEX),所提供的信息可被解码,用以提供有关电机轴的运动信息,包括距离和方向。A相(QEA)和B相(QEB)这两个通道间的关系是惟一的。如果A相超前B相,那么电机的旋转方向被认为是正向的。如果A相落后B相,那么电机的旋转方向则被认为是反向的。第三个通道称为索引脉冲,每转一圈产生一个脉冲,作为基准用来确定绝对位置。编码器产生的正交信号可以有四种各不相同的状态(01,00,10,11)。请注意,当旋转的方向改变时,这些状态的顺序与此相反(11,10,00,01)。正交解码器捕捉相位信号和索引脉冲,并将信息转换为位置脉冲的数字计数值。通常,当传动轴向某一个方向旋转时,该计数值将递增计数;而当传动轴向另一个方向旋转时,则递减计数。选择“x4”测量模式,QEI逻辑在A相和B相输入信号的上升沿和下降沿都使位置计数器计数,可以为确定编码器位置提供更高精度的数据(更多位置计数)。正交编码器接口(QEI)模块提供了与增量式编码器的接口。QEI由对A相和B相信号进行解码的正交解码器逻辑以及用于累计计数值的递增/ 递减计数器组成。QEI 模块包括:・ 三个输入引脚,即两个相位信号和一个索引脉冲・ 提供计数器脉冲和计数方向的正交解码器・ 16 位递增/递减位置计数器・ 计数方向状态・ X2和X4计数分辨率・ 两种位置计数器复位模式・ 通用16 位定时器/计数器模式・ 由QEI或计数器事件产生的中断
问题十:正交编码器 1、AB信号通过异或门输出判断旋转方向。
2、Z信号的功能就是如你所述。
3、A和B共同输出转速信息比单独输出分辨率高了一倍。转速微分就得到角加速度。
4、A、B的输出是方波,不需要加滤波器。
5、旋转方向信号控制计数器加减计数,计数器做脉冲计数。软件上利用中断进行定时计数,加速度通过差分获得。
6、这个问题还是到相关书籍上或网上找找吧。
希望对你能有所帮助。
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