【虹科干货】什么是信号调制?

通常情况下,标准的信号发生器并不会进行信号调制,功能仅仅只有产生特定频率、波形、幅度和相位的基本信号,如正弦波、方波、脉冲等。然而,一些专用信号发生器具备调幅(AM)、调频(FM)或者QAM等调制方式的能力。这些信号发生器可以在生成基带信号的基础上,将基带信号与载波信号进行调制,生成调制信号,常用于通信系统测试、电子设备性能评估等相关研究。

在通信中,我们会将信息(例如声音、图像或数据)转换成电信号进行传输。但是,直接将原始信号传输到目标处可能会遇到问题,例如信号受干扰、衰减或无法传输远距离等。为了解决这些问题,并有效地传输信号,信号调制必不可少。

简单来说,信号调制就是将原始信号与载波信号结合起来,生成调制信号。通过调制信号,我们可以改变原始信号的某些特性,如幅度、频率或相位,以适应不同的传输要求。这样,调制信号就可以更有效地传输,具有更好的抗干扰能力和传输距离。

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     信号调制中,常见基本的调制方式包括调幅AM,调频FM和调相PM。举例说来,如果载波的频率随着基带信号的振幅而变化,这种调制方式就是频率调制。FM处理后的信号频率能量提高,通过解调后,原始信号值很容易从调制信号的频率中提取。同理,AM和PM亦是这样,只不过载波信号特征变化参数分别为幅度和相位。这三种调制方式在模拟调制中应用较为广泛。

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然而,模拟调制是很容易受到噪声干扰。信息化时代的消息信号都是以0或1的数字信号为基础。因此,大部分消费电子设备的通信都使用的是基于数字调制技术。简而言之,数字调制技术是将数字码流转换成可传播的电磁波信号。

数字调制基本手段包括幅移键控ASK,频移键控FSK和相移键控PSK。就ASK而言,载波信号的振幅随着数字信号变化而变化,高振幅代表1,低振幅代表0。同理,FSK调制,高频为1,低频为0;PSK调制,数字信号从1->0或者从0->1的时候,载波信号相位变换180度。

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ASK、FSK和PSK都是数字调制技术的基本途径,但是,信息化时代是需要高速、高效率数据传输的,基本的调制手段无法满足这种高速传输需求。所以,就出现了兼具多种调制机制的正交调幅(QAM)、二进制相移键控调制(BPSK)、四进制相移键控调制(QPSK)、正交频分复用(OFDM)等等。

以QAM为例,它是结合了PSK和AM,核心就是将两个不同的信号调制成一个单路信号,再发射出去,在接受端把信号分离出两个原始信号。工作原理就是用相同的信息调制两个非相位载波,并将这两个信道混合在一起输出一个复用信号。两个载波通道被称为I/Q通道,因为一个是同相的,另一个是与第一个正交的(即90度延迟),所以“I”通道载波是余弦,“Q”通道载波是正弦。通过灵活配置调制阶数和调制深度,QAM允许在有限的频谱带宽内实现高数据传输速率。常见的QAM调制方案包括16-QAM、64-QAM和256-QAM等。

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另一种广泛使用的是QPSK(Quadrature Phase Shift Keying),它具有良好的频谱和功率效率。在现代通讯设备中,极其复杂波形的情况常常见到。在无线局域网通信中,为了更好地利用频谱,调制方式会根据信噪比的情况进行变化。如果信噪比足够,可以获得高数据传输率,同时不会占用所有可用的带宽。

以上就是一些关于信号调制的基本内容。基于此,虹科任意波形发生器AWG4000和AWG5000系列,能够产生各种调制信号,包括更为复杂的QAM、BPSK、π/4 DQPSK、8, 16 VSB等调制信号,以满足大部分通信设备测试信号所需。虹科任意波形发生器,是您生成各种调制信号的最佳选择。

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