10.4 脉冲载波调制
载波调制原理
载波调制原理
引言
载波调制是一种将信息信号调制到载波上的技术，它在通信领域中起着至关重要的作用。本文将详细介绍载波调制的原理及其在通信系统中的应用。
载波调制的基本原理
载波调制是通过改变载波的某些特性来携带信息信号。主要包括以下几种常见的载波调制方式：
1. 幅度调制（AM）
幅度调制是通过改变载波的振幅来携带信息信号。具体而言，信息信号会改变载波的振幅，使得载波的振幅随着信息信号的变化而变化。幅度调制常用于广播和电视等领域。
2. 频率调制（FM）
频率调制是通过改变载波的频率来携带信息信号。具体而言，信息信号会改变载波的频率，使得载波的频率随着信息信号的变化而变化。频率调制常用于无线电通信和音频传输等领域。
3. 相位调制（PM）
相位调制是通过改变载波的相位来携带信息信号。具体而言，信息信号会改变载波的相位，使得载波的相位随着信息信号的变化而变化。相位调制常用于数字通信和调制解调器等领域。
载波调制的应用
载波调制在通信系统中有广泛的应用，下面将介绍几个常见的应用场景：
1. 无线电通信
无线电通信是载波调制的重要应用之一。在无线电通信中，载波调制技术被用于将语音、图像和数据等信息传输到接收端。通过选择合适的调制方式，可以实现高效的信号传输和抗干扰能力。
2. 移动通信
移动通信是载波调制的另一个重要应用领域。以4G和5G为代表的移动通信系统使用了复杂的载波调制技术，以实现高速数据传输和多用户接入。通过合理的载波调制方案，可以提高通信系统的容量和覆盖范围。
3. 有线电视
有线电视传输也是载波调制的应用之一。在有线电视中，通过将多个频道的信号调制到不同的载波上，可以实现多路信号的传输。接收端通过解调器将载波解调还原为原始信号，实现多路信号的接收和播放。
uwb 调制编码
UWB（Ultra-Wideband，超宽带）是一种通信技术，其调制和编码方式取决于具体
的 UWB 标准和应用场景。UWB 技术的主要特点是使用非常大的频带宽度，通常
超过传统无线通信系统的频带宽度。
以下是 UWB 调制和编码的一般概述，但请注意，具体实现可能因 UWB 标准而异。UWB 调制方式：
1.脉冲位置调制（PPM，Pulse Position Modulation）： UWB 系统常使用脉
冲位置调制，其中信息通过脉冲的到达时间来传输。不同的时间位置代表不
同的信息符号。
2.脉冲振幅调制（PAM，Pulse Amplitude Modulation）： UWB 中也可以使
用脉冲振幅调制，即通过改变脉冲的振幅来传递信息。
3.脉冲宽度调制（PWM，Pulse Width Modulation）：在 UWB 中，信息也
可以通过调制脉冲的宽度来进行传输。
UWB 编码方式：
1.直接序列扩频（DS-UWB）：使用 DS-UWB 的系统采用扩频调制，通过在
每个比特上应用一个长的码片（chips）序列来进行信息传输。
2.脉冲位置调制（PPM）编码：脉冲位置调制也可以看作一种编码方式，其
中不同的位置表示不同的符号。
3.OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）：在某些 UWB 实
现中，OFDM 技术也被用于多载波调制。OFDM 将信号分成多个子载波，
每个子载波都可以携带信息。
4.Time Hopping Impulse Radio（TH-IR）：这是一种 UWB 实现方式，使用
脉冲位置调制原理
脉冲位置调制原理
一、引言
脉冲位置调制（Pulse Position Modulation, PPM）是一种数字通信
中常用的调制方式，其原理是将数字信号转换为脉冲信号，并通过改
变脉冲的位置来实现信息传输。本文将详细介绍PPM的原理及其应用。
二、PPM的基本原理
PPM的基本原理是将数字信号转换为脉冲信号，然后通过改变脉冲的位置来传输信息。具体步骤如下：
1. 将数字信号转换为二进制码。
2. 将二进制码转换为脉冲序列，其中每个1对应一个脉冲，每个0对
应一个不发射脉冲。
3. 将每个脉冲的位置表示为相对于一个参考点（通常是整个信号周期
的起点）的时间差。
三、PPM与PWM和PPG的区别
PPM、PWM（Pulse Width Modulation）和PPG（Pulse Position and Width Modulation）是三种常见的脉冲调制方式。它们之间的
区别在于：
1. PPM调制时只改变脉冲位置，不改变宽度；PWM调制时只改变脉冲宽度，不改变位置；而PPG则同时改变宽度和位置。
2. PPM需要更高精度的时钟和更大的带宽，但具有更好的抗噪声能力；PWM则更容易实现，但对噪声和失真敏感；PPG则介于两者之间。
四、PPM的应用
PPM在数字通信中有广泛的应用，其中最常见的是遥控器。遥控器通过将按键信息转换为PPM信号，并通过红外线或无线电波传输到接收器上，从而实现对设备的控制。
此外，PPM还常用于雷达、激光测距、图像传输等领域。在雷达中，PPM可以将回波信号转换为数字信号，并通过脉冲位置来确定目标物体的距离；在激光测距中，则可以将激光脉冲转换为数字信号，并通
载波调制原理
载波调制原理
载波调制是一种将信息信号调制到载波信号上的技术。它的基本原理是通过改变载波信号的某些参数，如振幅、频率或相位，来携带和传输信息信号。
在载波调制中，信息信号通常是模拟信号或数字信号。模拟信号是连续的，可以表示任何形状的波形。数字信号则是离散的，只能取有限数量的值。
最常用的载波调制技术包括振幅调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）。
在振幅调制中，信息信号通过改变载波信号的振幅来传输。当信息信号为正时，载波振幅增加；当信息信号为负时，载波振幅减小。这样就可以在载波上携带和传输原始信息。
在频率调制中，信息信号通过改变载波信号的频率来传输。当信息信号为正时，载波频率增加；当信息信号为负时，载波频率减小。这样就可以在载波上携带和传输原始信息。
在相位调制中，信息信号通过改变载波信号的相位来传输。当信息信
号为正时，载波相位向前移动；当信息信号为负时，载波相位向后移动。这样就可以在载波上携带和传输原始信息。
在实际应用中，载波调制技术被广泛应用于无线电通信、广播和电视等领域。通过选择不同的调制方式和参数，可以实现不同的传输效果和性能。
总之，载波调制是一种将信息信号传输到载波信号上的技术。它的基本原理是通过改变载波信号的某些参数来携带和传输信息信号。不同的调制方式和参数可以实现不同的传输效果和性能。
简述脉冲编码调制技术
简述脉冲编码调制技术
摘要：
一、脉冲编码调制技术简介
二、脉冲编码调制的基本原理
1.采样
2.量化
3.编码
三、脉冲编码调制的应用领域
四、脉冲编码调制的优缺点
五、发展趋势与展望
正文：
脉冲编码调制技术是一种将模拟信号转换为数字信号的调制技术。其主要过程包括采样、量化和编码三个步骤。
一、脉冲编码调制的基本原理
1.采样：采样是脉冲编码调制的第一个步骤。在采样过程中，根据一定的采样频率，将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。采样频率越高，数字信号的分辨率越高，但同时也意味着更高的传输带宽需求。
2.量化：量化是将采样后的数字信号映射到离散的数值集合中。量化的过程通常采用均匀量化或非均匀量化两种方法。均匀量化是将采样值映射到固定长度的整数，而非均匀量化则根据采样值的大小，映射到不同长度的整数。量化过程中，量化噪声不可避免地引入到数字信号中。
3.编码：量化后的数字信号需要进行编码，以便于传输和存储。常用的编码方法有努塞尔编码、韦弗编码等。编码后的数据可以进一步采用信道编码和交织技术，提高传输过程中的抗干扰能力。
二、脉冲编码调制的应用领域
脉冲编码调制技术在我国数字通信、数据传输、音频视频处理等领域具有广泛的应用。例如，在电话通信中，采用PCM技术将语音信号数字化，提高通信质量；在数字电视、高清视频领域，PCM技术用于音频和视频信号的处理，实现高品质的音视频传输。
三、脉冲编码调制的优缺点
优点：
1.数字信号具有更好的抗干扰能力，有利于信号传输和存储。
2.易于实现信号的加密和压缩，提高信息安全性。
3.便于实现多路信号的复用，提高通信系统的利用率。
1024qam原理
1024qam原理
（最新版）
目录
1.1024QAM 的原理概述
2.1024QAM 的基本构成
3.1024QAM 的调制方式
4.1024QAM 的优点与应用
正文
1.1024QAM 的原理概述
1024QAM，全称为 1024-Quadrature Amplitude Modulation，即 1024 正交幅度调制，是一种数字调制技术。它被广泛应用于数字电视、无线通信和卫星通信等领域，以提高传输速率和信号质量。
2.1024QAM 的基本构成
1024QAM 调制技术主要由两个部分组成：正交载波和幅度调制。正交载波是通过两个正交的载波信号来表示数据信号，以提高传输效率。幅度调制则是通过调整信号的幅度来表示不同的数据符号。这两个部分共同构成了 1024QAM 调制技术的基本框架。
3.1024QAM 的调制方式
1024QAM 的调制方式主要有两种：一种是正交幅度调制（QAM），另一种是单边带调制（SSB）。正交幅度调制是 1024QAM 调制技术的核心部分，它通过在两个正交载波上分配不同的幅度来表示不同的数据符号。单边带调制则是通过消除一个载波的负频率部分，从而减少频谱占用，提高传输效率。
4.1024QAM 的优点与应用
1024QAM 调制技术具有许多优点，如较高的传输速率、较好的信号质量、较低的误码率等。这些优点使得 1024QAM 在数字电视、无线通信和卫星通信等领域得到了广泛的应用。
数字信号的载波调制
第五章数字信号的载波调制
1 数字信号载波调制的目的
信源编码的目的是提高信源的效率，去除冗余度。信道编码的目的主要有两点：
(1)要求码列的频谱特性适应通道频谱特性，从而使传输过程中能量损失最小，提高信号能量与噪声能量的比例，减小发生差错的可能性，提高传输效率。
(2)增加纠错能力，使得即便出现差错，也能得到纠正。
For personal use only in study and research; not for commercial use
一般传输通道的频率特性总是有限的，即有上、下限频率，超过此界限就不能进行有效的传输。如果数字信号流的频率特性与传输通道的频率特性很不相同，那么信号中的很多能量就会失去，信噪比就会降低，使误码增加，而且还会给邻近信道带来很强的干扰。因此，在传输前要对数字信号进行某种处理，减少数字信号中的低频分量和高频分量，使能量向中频集中，或者通过某种调制过程进行频谱的搬移。这两种处理都可以被看作是使信号的频谱特性与信道的频谱特性相匹配。
数字信号的载波调制是信道编码的一部份。有线电视宽带综合网是基于模拟环境下的数字信号的传输，图象数字信号不是基带传输方式而是在射频通带中传输。
为了使数字信号在带通信道中传输，必须用数字信号对载波进行调制。传输数字信号时也有三种基本调制方式：幅度键控，频移键控和相移键控，它们分别对应于用正弦波的幅度、频率和相位来传递数字基带信号。本章将主要介绍得到广泛应用的几种数字调制方法。
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四级脉冲幅度调制
四级脉冲幅度调制
四级脉冲幅度调制（4-PAM）是一种常用的数字调制技术，用于将数字信号转换为模拟信号。在4-PAM中，每个符号表示多个比特，通过改变脉冲的幅度来传输信息。本文将介绍4-PAM的原理、应用以及优缺点。
一、原理
在4-PAM中，每个符号可以表示2个比特，因此有4种不同的幅度水平。这四种幅度可以用两个控制信号来表示，例如“00”表示最低幅度，而“11”表示最高幅度。通过改变脉冲的幅度，可以在单位时间内传输更多的信息。
4-PAM的调制过程包括三个步骤：采样、量化和调制。首先，原始数字信号在发送端以一定的速率进行采样，得到一系列的采样值。然后，这些采样值被量化为离散的幅度水平，例如-3、-1、1和3。最后，根据量化后的数值，调制器生成相应的脉冲信号，通过传输介质将信号发送到接收端。
二、应用
4-PAM广泛应用于数字通信系统中，特别是基带传输和基于铜线的通信系统。它在低比特率和短距离传输中表现良好。以下是一些常见的应用场景：
1. 以太网：在以太网中，4-PAM被用于传输数据包。通过将每个数
据包分成多个符号，可以提高传输速率。
2. 数字音频广播：在数字音频广播中，4-PAM被用于将音频信号转换为模拟信号。这种调制方式可以提供更好的音质和更高的抗干扰性能。
3. 无线通信：在无线通信中，4-PAM被用于基带传输和射频信号调制。通过采用4-PAM调制技术，可以实现更高的数据传输速率和更低的误码率。
三、优缺点
4-PAM有以下几个优点：
1. 高效的频谱利用：相比于2-PAM调制，4-PAM可以在同样的带宽内传输更多的信息，提高频谱利用率。
脉冲密度调制原理
脉冲密度调制原理
脉冲密度调制（Pulse Density Modulation，简称PDM）是一种数字调制技术，通过改变脉冲的密度来表示数字信号的方法。相比于传统的脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，简称PWM）和脉冲位置调制（Pulse Position Modulation，简称PPM），脉冲密度调制具有更高的信号传输效率和更高的动态范围。
脉冲密度调制的原理是基于脉冲的频率来传输数字信息。在数字信号的编码过程中，具有较高的数字值的信号被编码成更高的脉冲频率，而具有较低数字值的信号则被编码成较低的脉冲频率。这样，通过改变脉冲的密度，就能够准确地表示数字信号。
在脉冲密度调制中，原始的模拟信号首先经过一个采样器，将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。然后，通过一个比较器，将数字信号的幅值与一个阈值进行比较。如果数字信号的幅值大于阈值，比较器输出一个脉冲；反之，输出一个不发出脉冲的信号。
通过这样的方式，脉冲的密度就能够准确地表示数字信号的幅值变化。而解码过程则是将脉冲密度调制的信号恢复为原始的数字信号。解码器首先通过计算脉冲的时间间隔来确定脉冲密度，然后根据脉冲密度与数字值之间的对应关系，将信号解码为原始的数字值。
脉冲密度调制在音频传输、数据通信和图像处理等领域有着广
泛的应用。它能够提供高质量的信号传输和较高的动态范围，同时也能够实现较低的噪声和失真。因此，脉冲密度调制在数字通信系统中具有重要的地位，并为数字信号的高效传输做出了重要贡献。
脉冲编码调制
2021/11/14
2
单元学习提纲
•
• （1）低通抽样定理及其时域、频域 表示；
• （2）带通抽样定理及其定性解释；
• （3）理想抽样、自然抽样和平顶抽 样在时域和频域上的区别；
• （4）孔径失真及其解决办法；
• （5）标量量化基本概念：量化电平、 分层电平、量化间隔、量化特性、量化 误差；
2021/11/14
用周期为Ts，脉宽为τ的周期性脉冲p(t)代替 δT(t)，抽样过程是一个相乘过程。
xs t x t c t x t p t nTS n
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32
傅氏级数 c(t)
Cne jnst
n
傅氏级数系数Cn
1 TS
TS
2 TS
p(t)e jnstdt
2
采样序列 xs (t) x(t)c(t) x(t)Cne jnst n
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B 2B 3B 4B 5B 6B
如图所示，根据带通抽样定理，抽样频率在2B 到4B之间变动。
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22
怎样来理解带通抽样定理的正确性？可以用以 下来理解：
1、当fH=NB(其中N为正整数,B为f(t)的带宽）
根据低通抽样定理，必须用2NB来来抽样，但根 据带通抽样定理，用2B抽样也能保证抽样不混叠。
实验十、脉冲宽度调制实验
实验十、脉冲宽度调制实验
一、实验原理：
1.1 脉冲调制：
是指用脉冲作为载波信号的调制方法。脉冲调制可以调制脉冲的频率或相位。在脉冲调制中具有广泛应用的一种方式是脉冲调宽。
脉冲调宽的数学表达式为：
B=b+mx
（b为常量，m为调制度）
如图10.1所示：
10.1脉宽调制
10.2解调电路
1.2 脉冲解调：
脉冲调宽信号的解调主要是将脉宽信号N 送入一个低通滤波器（电路已连接）uo 与脉宽B 成正比。
二、实验元件与设备：
2.1 传感器实验主板；
2.2 放大器LM358（1片）；
2.3 电阻、电容、稳压管若干（参考电路图）
2.4 低通滤波器
三、实验步骤:
3.1 按图10.1接好线路；
3.2 从S_ctr 输入正弦波A(Vp-p ≈2V ，1KHz 左右),用DRVI(示波器)观察比较S_ctr 和输出Uo 的脉冲电压、频率之间的变化。（观察TestPoint 可以获得如下图B 信号）
3.3 当S_ctr 为正，则它使运放同相端输电压U+升高。在Uo 为正的半周期，只有当电容C1上的电压Uc 超过U+时，才使输入电压Uo 发生负跳变。U+升高使充电时间延长，即使输出信号Uo 处于高点平的时间延长。在Uo 为负半周期。U+的升高使Uc 能较快地降至U+之下。当Uc 降至Uc<U+时，输出电压Uo 发生跳变，使输出信号Uo 处于低电平的时间缩短。这就是说，U+升高使输出信号Uo 处于高电平的脉宽加大，Uo 处于低电平的脉宽减少；反之U+下降使输出信号Uo 处于低电平的脉宽加大，Uo 处于高电平的脉宽减少，从而使脉宽受到调制。
脉冲频率调制
激光光强为：I (t) E 2 (t) Ac2 cos2 (ct c )
调制光强的表达式为：
I (t)
Ac2 2
(1m p cosmt) cos2 (ct c )
I(t)
调制信号
载波
强度调制
t
光的偏振 由于光是横波,所以光具有偏振性。
1、自然光
这种大量振幅相同、 各种振动方向都有、 彼此没有固定相位 关系的光矢量的组 合叫非偏振光或自 然光。
当进行激光振幅调制时，激光振幅 Ac 不再是常量，而是 与调制信号成正比。
E(t)
Ac
cos(ct
c
)ຫໍສະໝຸດ Baidu
ma 2
Ac
cos(c
m
)t
c
ma 2
Ac
cos(c
m
)t
c
调幅波的频谱是由三个频率成分组成的。
第一项是载频分量；
第二、三项是因调制而产生的新分量，称为边频分量 。
频与在它两边对称分布的无穷多对边频所组成的。各边频之
间的频率间隔是 m , 各边频幅度的大小 Jn (m)由贝塞尔函数
决定。
0.77 0.44
mf 1
例 ： 如 图 是 m=1 时 的 调制波的频谱。
0.11
简述脉冲调制的基本过程
简述脉冲调制的基本过程
摘要：
1.脉冲调制的概念与作用
2.脉冲调制的基本过程
3.脉冲调制技术的应用
4.脉冲调制的发展趋势
正文：
一、脉冲调制的概念与作用
脉冲调制是一种信号调制技术，主要用于数字通信系统和雷达系统中。它通过改变脉冲的宽度、幅度和间隔等参数，实现信息在载波上的传输。脉冲调制技术在现代通信领域中发挥着重要作用，提高了通信系统的可靠性和抗干扰能力。
二、脉冲调制的基本过程
脉冲调制的基本过程主要包括以下几个步骤：
1.信息编码：将待传输的信息信号编码为二进制数字序列。
2.调制器设计：根据传输要求和信道特性，设计合适的调制器。常见的调制器有线性调制器、非线性调制器和脉冲编码调制（PCM）等。
3.脉冲生成：根据调制器输出，生成具有特定形状的脉冲。常见的脉冲形状有矩形脉冲、正弦脉冲和指数衰减脉冲等。
4.脉冲序列生成：将生成的脉冲按照一定的规律排列，形成脉冲序列。
5.载波调制：将脉冲序列调制到载波上，实现信息在载波上的传输。
6.信号传输：通过信道传输调制后的载波信号。
7.解调与信息提取：在接收端，对传输后的载波信号进行解调，恢复出原始信息信号。
三、脉冲调制技术的应用
脉冲调制技术在以下领域得到广泛应用：
1.数字通信：在数字通信系统中，脉冲调制技术用于将数字信号调制到载波上，实现高效、可靠的通信。
2.雷达系统：在雷达系统中，脉冲调制技术用于产生具有特定特性的脉冲序列，提高雷达探测性能。
3.数据传输：在各种数据传输系统中，脉冲调制技术用于提高数据传输速率和传输距离。
4.无线通信：在无线通信领域，脉冲调制技术用于实现多用户共享无线资源，提高通信系统的容量。
1024qam和4096qam 公式
1024qam和4096qam 公式
1.1024qam调制方式：
1024qam（Quadrature Amplitude Modulation，正交幅度调制）是一种高级调制技术，用于提高无线通信系统的频谱效率。在1024qam调制方式下，每个符号可以携带1024个不同的状态，从而实现较高的数据传输速率。这种调制方式常用于光纤通信、无线通信和卫星通信等领域。
1024qam的调制原理是利用两个正交的载波，一个携带数据符号，另一个携带互补数据符号。通过改变载波的幅度和相位来表示不同的符号状态。1024qam调制方式的公式如下：
S(t) =√2 ×√(1 + R) ×[1 + r ×cos(2π× f ×t +θ)]
其中，S(t)为调制后的信号；R为调制前载波的幅度；r为调制系数；f为载波频率；θ为载波相位；t为时间。
2.4096qam调制方式：
4096qam是另一种高级调制技术，相较于1024qam，4096qam 可以实现更高的数据传输速率。在4096qam调制方式下，每个符号可以携带4096个不同的状态。这种调制方式同样适用于光纤通信、无线通信和卫星通信等领域。
4096qam的调制原理与1024qam相似，主要区别在于符号状态
的数量和调制系数的取值。4096qam调制方式的公式如下：S(t) =√2 ×√(1 +4096 ×R) ×[1 +4096 ×r ×cos(2π×f ×t +θ)]
其中，S(t)、R、r、f和θ的含义与1024qam调制方式的公式相同。
3.1024qam和4096qam的应用：
脉冲调制原理
脉冲调制原理
脉冲调制是一种将模拟信号转换为数字信号的技术，它在通信系统中扮演着重
要的角色。本文将详细介绍脉冲调制的原理、分类以及应用。
一、脉冲调制的原理
脉冲调制的原理基于将模拟信号转换为数字信号，通过在时间上对模拟信号进
行采样并量化，然后将量化后的样本转换为脉冲信号。脉冲调制的主要目的是将模拟信号转换为数字信号，以便在数字通信系统中进行传输和处理。
脉冲调制的过程主要包括三个步骤：采样、量化和编码。首先，模拟信号通过
采样器进行采样，将连续的模拟信号转换为离散的样本。然后，采样后的样本通过量化器进行量化，将连续的样本值转换为离散的量化值。最后，量化后的样本值通过编码器进行编码，将量化值转换为脉冲信号，以便在数字通信系统中传输和处理。
二、脉冲调制的分类
脉冲调制可以分为三种主要类型：脉冲幅度调制（PAM）、脉冲宽度调制（PWM）和脉冲位置调制（PPM）。
1. 脉冲幅度调制（PAM）
脉冲幅度调制是一种将模拟信号的幅度信息转换为脉冲信号的调制技术。在脉
冲幅度调制中，模拟信号的幅度被离散化为一系列离散的幅度级别，然后通过脉冲的幅度来表示这些离散的幅度级别。脉冲幅度调制常用于音频和视频信号的传输。
2. 脉冲宽度调制（PWM）
脉冲宽度调制是一种将模拟信号的幅度信息转换为脉冲信号的调制技术。在脉
冲宽度调制中，模拟信号的幅度被离散化为一系列离散的幅度级别，然后通过脉冲
的宽度来表示这些离散的幅度级别。脉冲宽度调制常用于电机控制和光电传感器等应用。
3. 脉冲位置调制（PPM）
脉冲位置调制是一种将模拟信号的幅度信息转换为脉冲信号的调制技术。在脉冲位置调制中，模拟信号的幅度被离散化为一系列离散的幅度级别，然后通过脉冲的位置来表示这些离散的幅度级别。脉冲位置调制常用于雷达和通信系统中。
脉冲调制的主要方式
脉冲调制的主要方式
脉冲调制是一种在通信系统中广泛应用的调制方式，它将模拟信号转换为数字信号，以便在数字通信中传输和处理。脉冲调制的主要方式包括脉冲幅度调制（PAM）、脉冲位置调制（PPM）和脉冲宽度调制（PWM）。
脉冲幅度调制（PAM）是一种将模拟信号的幅度转换为离散的幅度水平的调制方式。在PAM中，模拟信号被离散化为一系列离散的脉冲信号，每个脉冲的幅度代表了模拟信号在相应时间段内的幅度大小。PAM被广泛应用于音频和视频信号的传输，例如在音频CD 中，声音信号被转换为脉冲序列，通过数字传输进行存储和播放。
脉冲位置调制（PPM）是一种将模拟信号的幅度转换为离散的时间位置的调制方式。在PPM中，模拟信号被离散化为一系列离散的脉冲信号，每个脉冲的位置代表了模拟信号在相应时间段内的幅度大小。PPM常用于雷达系统和无线通信系统中，通过改变脉冲的位置来传输信息。
脉冲宽度调制（PWM）是一种将模拟信号的幅度转换为离散的脉冲宽度的调制方式。在PWM中，模拟信号被离散化为一系列离散的脉冲信号，每个脉冲的宽度代表了模拟信号在相应时间段内的幅度大小。PWM常用于电力电子系统中，例如交流电调制为直流电，以便在电动机驱动和电源变换中实现能量转换。
脉冲调制的主要优点是传输效率高，抗干扰性强。由于脉冲信号只有两个离散的状态，可以更有效地传输和处理。此外，脉冲调制对噪声和干扰的影响较小，使得信号在传输过程中更加稳定可靠。
然而，脉冲调制也存在一些限制。首先，脉冲调制需要较高的带宽来传输信号，这对于通信系统的设计和实现带来一定的挑战。其次，脉冲调制在传输过程中会引入一定的失真和噪声，需要通过信号处理和调制技术来进行补偿和改进。
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10.4 脉冲载波调制 1. 脉冲幅度调制与解调
抽样后M s (ω)的频谱无限宽，对有限带宽的信道而言也无法传递。因此，在实际中通常采用脉冲宽度相对于抽样周期很窄的窄脉冲序列近似代替冲激脉冲序列，从而实现脉冲振幅调制。
1． 自然抽样
自然抽样又称曲顶抽样，它是指抽样后的脉冲幅度（顶部）随被抽样信号m(t)变化，或者说保持了m(t)的变化规律。 自然抽样的脉冲调幅原理框图如图 10-9-4-1所示。
图10-9-4-1 自然抽样的PAM 原理框图
设模拟基带信号m(t)的波形及频谱如图 10-9-4-2所示：
图 10-9-4-2 自然抽样的PAM 波形及频谱
脉冲载波以s(t)表示，它是宽度为τ，周期为Ts 的矩形窄脉冲序列，其中Ts 是按抽样定理确定的，这里取Ts=1/(2f H )。若抽样信号为S(t)，且
s(t)=
∑-)(s kT t g ↔S(w)=2π)()2
(
s n
s s
nw w nw Sa T -∑δτ
τ
( s(t)=
∑n
t jnw n s e v ，且v n =
)2
(
τ
τ
s s
nw Sa T ) 理想低通
m (t )
s (t )
m s (t )m (t )
m (t )
t
(a )
ω
ωH
－ωH O M (ω)
s (t )A
τ
T
t
(b )
ω
O
|S (ω)|
τ
2π－－2ωH
2ωH τ
2π
t
m s (t )
ω
|M s (ω
)|
τ
2π－O τ
2π
－2ωH
2ωH
(c )
(d )
M s (w)=
π21 M(w) *[2π)()2
(
s n
s s
nw w nw Sa T -∑δτ
τ] =
)()2
(
s n
s s
nw w M nw Sa T -∑τ
τ
----------------------------------------（10-9-4-1） 结论：
（1） 若n=0，有M s (w)=
)(w M T s
τ
，因此，在自然抽样时，m(t) 通过截止频率
为ωH 的低通滤波器后同样可以被恢复。
（2） 自然抽样频谱的包络按S a 函数变化，即随频率增高而下降，因而带宽是有
限的，且带宽与脉宽τ有关。τ越大，带宽越小，这有利于信号的传输，但τ大会导致时分复用的路数减小，显然τ的大小要兼顾带宽和复用路数这两个互相矛盾的要求。
（3） 若s(t)=
∑n t
jnw n s e
v ，即S(t)为任意周期脉冲，有
M s (w)=
)(s
n n
nw w M v -∑∞
-∞
=------------------------------------（10-9-4-2）
1． 平顶抽样
平顶抽样又叫瞬时抽样，它的抽样后信号中的脉冲均具有相同的形状——顶部平坦的矩形脉冲，矩形脉冲的幅度即为瞬时抽样值。其原理框图及波形如图10-9-4-3 所示，其中脉冲形成电路的作用就是把冲激脉冲变为矩形脉冲。
图 10-9-4-3 平顶抽样信号及其产生原理框图
脉冲形成电路的输入端信号为： M s (t)=
)()(s K
s kT t kT m -∑δ↔M s (w)=
∑-k
s
s
kw w M T )(1
M q (t)=M s (t)*q(t)= [
)()(s
K
s
kT t kT m -∑δ]*q(t)=)()(s
K
s
kT t q kT m -∑
其对应的傅氏变换为： M q (w)= M s (w)Q(w)
= ∑-k
s
s kw w M T )(1[2
)2(τ
ττjw e w Sa -] m q (t )
O
T
t
×
m (t )
m s (t )
δT (t )
(a )
脉冲形成电路
m q (t )(b )
Q (ω)
|M q (w)|=
∑-k
s s
kw w M w Sa T )()2
(
τ
τ
---------------------------------------（10-9-4-3） 若仅仅接一个LPF 可得输出为：)()2
(
w M w Sa T s
τ
τ
，有失真。因此对于此信号的恢复可以用以下原理图实现：
图 10-9-4-4 平顶抽样PAM 信号的解调原理框图
1． 加一个修正网络，其传输函数为
)
(1
w Q ，再接LPF ； 2． 或进行一次理想抽样，然后由LPF 输出 理想抽样的输出信号m(t)=[ )()(s
K
s
kT t q kT m -∑])(s
kT t -⋅δ
=)0()(q kT m K
s
∑)(s
kT t -⋅δ
=
∑K
s
kT m )()(s
kT t -⋅δ
在实际应用中，平顶抽样信号采用抽样保持电路来实现， 得到的脉冲为矩形脉冲。在后面将讲到的PCM 系统的编码中， 编码器的输入就是经抽样保持电路得到的平顶抽样脉冲。
以上按自然抽样和平顶抽样均能构成PAM 通信系统， 也就是说可以在信道中直接传输抽样的样值，但由于它们抗干扰能力差，目前很少实用。 它已被性能良好的脉冲编码调制(PCM)所取代。
2.脉冲编码调制 1）量化与编码
脉冲编码调制(PCM)简称脉码调制，它是一种用一组二进制数字代码来代替连续信号的抽样值，从而实现通信的方式。其系统原理框图如图 10-9-4-5所示。
1 / Q (ω)
M q (ω)
M s (ω)
低 通滤波器
M (ω)