第四章 数字信号的频带传输要点
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B 2 FSK ? ( 5 ~ 7 ) R B
3） 2FSK调制波功率谱
2FSK调制波功率谱特点：
(1) 相位不连续 2FSK信号的功率谱与 2ASK信号的功率谱相似，同样由 离散谱和连续谱两部分组成。其中，连续谱与 2ASK信号的相同，而离
散谱是位于±f1、±f2处的两对冲击， 这表明 2FSK信号中含有载波 f1 、f2的分量。
(2) 若仅计算2FSK信号功率谱第一个零点之间的频率间隔， 则该2FSK 信号的频带宽度为
制后的载波参量只有几个有限的数值，故称键控）
4.2 二进制数字调制与解调
? 4.2.1 二进制振幅键控(2ASK）： 1）概念：就是用数字基带信号去控制载波的幅度变化。 2）2ASK信号的产生：
1
0
0
1
s ?t ?
Ts
t
载波 t
2ASK t
2）2ASK信号的产生： （1）模拟调制法（相乘器法）
二进制 不归零信号
3） 2ASK调制波功率谱
? 由图可知，2ASK功率谱有如下特点： (1) 2ASK信号的功率谱密度由连续谱和离散谱组成； (2) 由于2ASK信号的功率谱是双边带谱，所以， 2ASK信号的带宽是
基带信号带宽的两倍。 ? 上图 (a)是单极性信号作调制信号时的功率谱，由于单极性信号中
含有直流分量，即G(0)≠0，所以已调信号的功率谱中就含有 ωc的载
4.2.2 二进制频移键控(2FSK）
1）概念：就是利用不同频率的载波来传送数字信号。 2）2ASK信号的产生：在两个码元转换时刻，前后码元的相位
不连续
f(t)
f c1 )
f c2
S(t)
基带信号
2）2FSK信号的产生：
振荡器1
f1
选通开关
反相器
e2FSK (t) 相加器
振荡器2 f2
选通开关
3） 2FSK调制波功率谱
s (t) cos
（2）键控法
cos ? c t
乘法器
? ct
开关电路
e 2 ASK
(t)
e 2 ASK ( t )
s (t )
2）2ASK信号的产生：
?
对于二进制数字信号调幅有两种情况：一是调制信
号为单极性脉冲序列，其调制信号和已调ASK信号波形；另
一种是调制信号为双极性脉冲序列 ，其调制信号和已调ASK
信号波形。
未调载波 单极性不归零码 已调载波 s(t) 双极性不归零码 已调载波 s(t)
2）2ASK信号的产生：
1
1
1
0
0
1
1
1
0
0
pE单(f)
3） 2ASK 调制波功率谱
A2 ?(f-fc)
8
pEQ(f)
fc-2fsfc-fs fc fc+fsfc+2fs
fc-2fsfc-fs fc fc+fsfc+2fs
B 2 FSK ? | f 2 ? f1 | ? 2 R B ? ( 2 ? h ) R B
式中，RB=Fb 是基带信号的带宽，h=|f2- f1|/RB为偏移率(调制指数)
（3）为了便于接收端解调，要求 2FSK信号的两个频率 f1, f2间要有 足够的间隔。对于采用带通滤波器来分路的解调方法，通常取 |f2f1|=(3～5)RB。于是，2FSK信号的带宽为
（2）调制的概念与分类
? 调制的概念：就是用基带信号对高频载波的某些参量 （幅度、频率、相位）进行控制，使这些参量随基带信 号的变化而变化。
? 调制的分类： 模拟调制：调幅(AM)、调频(FM)、调相（PM） 数字调制：幅移键控(ASK)、频移键控(FSK)、
相移键控（PSK） 说明：（由于数字信号具有时间和取值离散的特点，使调
相干解调就是同步解调，同步解调时，接收机要产生一个与 发送载波同频同相的本地载波信号，称其为同步载波或相干 载波，利用此载波与收到的已调波相乘， 相乘器输出为
z(t) ? y(t) ?cos ? ct ? s(t) ?cos 2 ? ct
?
s(t) ?1 [1 ? 2
cosFra Baidu bibliotek2?
ct] ?
1 2
s(t) ?
1 s(t) cos 2?
2
ct
4） 2ASK信号的解调
? 式中，第一项是基带信号 ，第二项是以 2ωc为载波的
成分，两者频谱相差很远。 经低通滤波后，即可输
出s(t)/2 信号。 低通滤波器的截止频率取得与基带
数字信号的最高频率相等。 由于噪声影响及传输特 性的不理想，低通滤波器输出波形有失真，经抽样判 决、 整形后再生数字基带脉冲。
带通 滤波器
a
全波
b
整流器
低通 滤波器
c
抽样
判决器
定时 脉冲
d
输出
2ASK信号的包络解调（非相干解调）
包络解调法（非相干解调法）
1
0
0
1
a t
b t
c t
d
1
0
0
1
t
4） 2ASK信号的解调
2ASK信号的相干解调
【相干解调是指利用乘法器，输入一路与载频相 干（同频同相）的参考信号与载频相乘。】
4） 2ASK信号的解调
波频率分量。图 (b)是由双极性信号作调制信号，由于双极性信号中 不含有直流分量，即G(0)=0，所以，已调信号的功率谱中就不含有
ωc的载波频率分量，称为抑制载频的双边带调制。
4） 2ASK信号的解调
? 2ASK信号的解调方法主要有两种： 包络解调法（非相干解 调法）和相干解调法
e2 ASK (t )
4） 2ASK信号的解调
? 相干解调与非相干解调的比较：
相干解调的缺点是接收端要产生一个与发射端同频同相 的载波，使接收设备复杂。包络检波无此要求，设备简单。 但抗噪性能稍差于相干解调。
? 例题：已知某 2ASK系统，码元速率 Rs=1200B，载波频 率为fc=2400HZ ，设数字基带信息为 10110，试画出 2ASK 信号的波形。
第四章 数字信号的频带传输
? 4.1 频带传输的基本概念 ? 4.2 二进制数字调制与解调 ? 4.3 多进制数字调制与解调 ? 4.4 其他数字调制
4.1 频带传输的基本概念
（1）应用频带传输的原因
1）对于无线信道，由于数字基带信号的频率较低，天线无法制作。 2）通过调制可以把多路信号彼此分开，从而利用单一信道传输多路 信号。 3）在实际通信中，多数信道不能直接传输基带信号。因为数字基带 信号具有丰富的低频成分，要求信道具有低通特性，而大多数信道具有 带通特性。 因此需要对基带信号进行调制，使信号频带适合于信道带宽。频带传 输系统与基带传输系统的区别在于频带传输系统在发送端增加了调制， 而在接收端增加了解调用以恢复基带信号。
3） 2FSK调制波功率谱
2FSK调制波功率谱特点：
(1) 相位不连续 2FSK信号的功率谱与 2ASK信号的功率谱相似，同样由 离散谱和连续谱两部分组成。其中，连续谱与 2ASK信号的相同，而离
散谱是位于±f1、±f2处的两对冲击， 这表明 2FSK信号中含有载波 f1 、f2的分量。
(2) 若仅计算2FSK信号功率谱第一个零点之间的频率间隔， 则该2FSK 信号的频带宽度为
制后的载波参量只有几个有限的数值，故称键控）
4.2 二进制数字调制与解调
? 4.2.1 二进制振幅键控(2ASK）： 1）概念：就是用数字基带信号去控制载波的幅度变化。 2）2ASK信号的产生：
1
0
0
1
s ?t ?
Ts
t
载波 t
2ASK t
2）2ASK信号的产生： （1）模拟调制法（相乘器法）
二进制 不归零信号
3） 2ASK调制波功率谱
? 由图可知，2ASK功率谱有如下特点： (1) 2ASK信号的功率谱密度由连续谱和离散谱组成； (2) 由于2ASK信号的功率谱是双边带谱，所以， 2ASK信号的带宽是
基带信号带宽的两倍。 ? 上图 (a)是单极性信号作调制信号时的功率谱，由于单极性信号中
含有直流分量，即G(0)≠0，所以已调信号的功率谱中就含有 ωc的载
4.2.2 二进制频移键控(2FSK）
1）概念：就是利用不同频率的载波来传送数字信号。 2）2ASK信号的产生：在两个码元转换时刻，前后码元的相位
不连续
f(t)
f c1 )
f c2
S(t)
基带信号
2）2FSK信号的产生：
振荡器1
f1
选通开关
反相器
e2FSK (t) 相加器
振荡器2 f2
选通开关
3） 2FSK调制波功率谱
s (t) cos
（2）键控法
cos ? c t
乘法器
? ct
开关电路
e 2 ASK
(t)
e 2 ASK ( t )
s (t )
2）2ASK信号的产生：
?
对于二进制数字信号调幅有两种情况：一是调制信
号为单极性脉冲序列，其调制信号和已调ASK信号波形；另
一种是调制信号为双极性脉冲序列 ，其调制信号和已调ASK
信号波形。
未调载波 单极性不归零码 已调载波 s(t) 双极性不归零码 已调载波 s(t)
2）2ASK信号的产生：
1
1
1
0
0
1
1
1
0
0
pE单(f)
3） 2ASK 调制波功率谱
A2 ?(f-fc)
8
pEQ(f)
fc-2fsfc-fs fc fc+fsfc+2fs
fc-2fsfc-fs fc fc+fsfc+2fs
B 2 FSK ? | f 2 ? f1 | ? 2 R B ? ( 2 ? h ) R B
式中，RB=Fb 是基带信号的带宽，h=|f2- f1|/RB为偏移率(调制指数)
（3）为了便于接收端解调，要求 2FSK信号的两个频率 f1, f2间要有 足够的间隔。对于采用带通滤波器来分路的解调方法，通常取 |f2f1|=(3～5)RB。于是，2FSK信号的带宽为
（2）调制的概念与分类
? 调制的概念：就是用基带信号对高频载波的某些参量 （幅度、频率、相位）进行控制，使这些参量随基带信 号的变化而变化。
? 调制的分类： 模拟调制：调幅(AM)、调频(FM)、调相（PM） 数字调制：幅移键控(ASK)、频移键控(FSK)、
相移键控（PSK） 说明：（由于数字信号具有时间和取值离散的特点，使调
相干解调就是同步解调，同步解调时，接收机要产生一个与 发送载波同频同相的本地载波信号，称其为同步载波或相干 载波，利用此载波与收到的已调波相乘， 相乘器输出为
z(t) ? y(t) ?cos ? ct ? s(t) ?cos 2 ? ct
?
s(t) ?1 [1 ? 2
cosFra Baidu bibliotek2?
ct] ?
1 2
s(t) ?
1 s(t) cos 2?
2
ct
4） 2ASK信号的解调
? 式中，第一项是基带信号 ，第二项是以 2ωc为载波的
成分，两者频谱相差很远。 经低通滤波后，即可输
出s(t)/2 信号。 低通滤波器的截止频率取得与基带
数字信号的最高频率相等。 由于噪声影响及传输特 性的不理想，低通滤波器输出波形有失真，经抽样判 决、 整形后再生数字基带脉冲。
带通 滤波器
a
全波
b
整流器
低通 滤波器
c
抽样
判决器
定时 脉冲
d
输出
2ASK信号的包络解调（非相干解调）
包络解调法（非相干解调法）
1
0
0
1
a t
b t
c t
d
1
0
0
1
t
4） 2ASK信号的解调
2ASK信号的相干解调
【相干解调是指利用乘法器，输入一路与载频相 干（同频同相）的参考信号与载频相乘。】
4） 2ASK信号的解调
波频率分量。图 (b)是由双极性信号作调制信号，由于双极性信号中 不含有直流分量，即G(0)=0，所以，已调信号的功率谱中就不含有
ωc的载波频率分量，称为抑制载频的双边带调制。
4） 2ASK信号的解调
? 2ASK信号的解调方法主要有两种： 包络解调法（非相干解 调法）和相干解调法
e2 ASK (t )
4） 2ASK信号的解调
? 相干解调与非相干解调的比较：
相干解调的缺点是接收端要产生一个与发射端同频同相 的载波，使接收设备复杂。包络检波无此要求，设备简单。 但抗噪性能稍差于相干解调。
? 例题：已知某 2ASK系统，码元速率 Rs=1200B，载波频 率为fc=2400HZ ，设数字基带信息为 10110，试画出 2ASK 信号的波形。
第四章 数字信号的频带传输
? 4.1 频带传输的基本概念 ? 4.2 二进制数字调制与解调 ? 4.3 多进制数字调制与解调 ? 4.4 其他数字调制
4.1 频带传输的基本概念
（1）应用频带传输的原因
1）对于无线信道，由于数字基带信号的频率较低，天线无法制作。 2）通过调制可以把多路信号彼此分开，从而利用单一信道传输多路 信号。 3）在实际通信中，多数信道不能直接传输基带信号。因为数字基带 信号具有丰富的低频成分，要求信道具有低通特性，而大多数信道具有 带通特性。 因此需要对基带信号进行调制，使信号频带适合于信道带宽。频带传 输系统与基带传输系统的区别在于频带传输系统在发送端增加了调制， 而在接收端增加了解调用以恢复基带信号。