同学们好
今天我们来介绍
二进制幅移键控
2ASK的基本原理
生活中
用网线连接的路由器和电脑
所构成的通信系统
是数字基带传输系统
为了让更多的家庭无线终端上网
比如手机 平板和电脑等
一般用无线wifi连接
而它们所构成的系统
就是数字频带传输系统
即数字带通或者调制传输系统
把基带信号
通过调制变换成频带信号
其中基带信号也叫调制信号
频带信号也叫已调信号
所谓调制
就是用调制信号控制高频载波的参量
根据调制信号的类型不同
分为模拟调制和数字调制
根据改变载波的参量不同
分为幅移键控2ASK
频移键控2FSK
和相移键控2PSK/2DPSK
分别是通过幅度 频率和相位的不同
来携载数字信号
本节课
我们首先研究2ASK的基本原理
二进制幅移键控也称为开关键控
或者通断键控
是利用代表数字信息0或1的
基带矩形脉冲
去键控一个连续的正弦载波
使载波时断时续的输出
有载波输出时表示发送1
无载波输出时表示发送0
借助模拟幅度调制的原理
2ASK时域表达式为它
已调信号等于基带信号乘以正弦载波
载波角频率为ωc
其中a(t)为单极性非归零矩形脉冲序列
可以表示为这个式子
g(t)是持续时间为Tb
幅度为1的矩形脉冲
或称为门函数
an为二进制数字序列1和0
出现的概率分别为P和1-P
分别画出逻辑序列对应的基带信号
高频载波和2ASK信号
图中载波频率是码元速率的两倍
所以一个码元周期内
是2个周期的正弦信号
2ASK的产生方法
或者调制方法有两种
一种是借助模拟调制的方法实现
用乘法器
一种是根据数字信号特有的离散性质
用基带信号控制
键控开关的通断来实现调制
所以2ASK也称为OOK
在接收端
2ASK信号解调的方法
主要有包络检波法
和相关检测法两种
先看包络检波法
它是由带通滤波器
包络检波器和抽样判决器组成的
带通滤波器
使2ASK信号完整的通过
同时滤除带外噪声
包络检波器
由半波或全波整流器
和低通滤波器组成
经全波整流后
输出即为b点波形
通过低通滤波
输出其包络
最后
通过抽样判决器完成抽样
判决和码元形成功能
恢复出数字序列an
这里定时脉冲的重复周期为码元周期
相关检测也是同步解调
看原理框图
解调器由相乘器
和低通滤波器组成
要求接收机
产生一个与发送载波
同频同相的本地载波信号
称为相干载波或同步载波
利用同步载波
与收到的已调信号相乘
输出z(t)为这个式子
经低通滤波器滤除第二项高频分量
即二次谐波后
即可输出基带信号a(t)
抽样判决后输出数字序列an
当同步载波与发送端的调制载波
存在频差时
解析得出
解调失败
当存在相差时
信号衰减
由于在2ASK相干检测法中
需要接收端产生本地载波
会增加接收设备的复杂性
因此实际应用中很少采用相干检测
而多数使用简单的包络检测
最后
来分析2ASK信号的功率谱和带宽
2ASK信号的时域表达式中
a(t)为单极性NRZ脉冲序列
引用第四章结论
对应的功率谱密度为Pa(f)
可以证明
2ASK信号的功率谱密度为Ps(f)
这里为什么是四分之一呢
时域相乘
频域相卷积前面有个二分之一
然后已调信号s(t)的平方是功率
所以前面就是四分之一
带入Pa(f)
得到最终的表达式
进一步
画出基带信号
和2ASK信号的功率谱图形
可以看出
(1)2ASK信号的功率谱
由连续谱和离散谱组成
其中连续谱取决于数字基带信号a(t)
经线性调制后的双边带谱
而离散谱由载波分量确定
(2) 2ASK信号的带宽
为基带信号带宽的两倍
即2fb
(3)频带利用率为二分之一
这意味着2ASK信号的传输带宽
至少为码元速率的两倍
同学们
今天我们学习了2ASK的基本原理
从信号的时频域描述
调制和解调方法
功率谱特性三个方面进行了讲解
听懂了吗
谢谢大家