通訊原理 - 調製
訊號可以是任何東西,例如你喊叫時發出的聲波。這種喊叫只能傳到一定距離。但是,為了讓相同的波傳播更遠的距離,你需要一種技術來增強這個訊號,同時不干擾原始訊號的引數。
什麼是訊號調製?
攜帶訊息的訊號必須傳輸到一定距離,為了建立可靠的通訊,它需要藉助一個高頻訊號,這個高頻訊號不應影響訊息訊號的原始特性。
如果訊息訊號的特性發生改變,其中包含的訊息也會改變。因此,必須注意保護訊息訊號。高頻訊號可以傳播更遠的距離,而不會受到外部干擾的影響。我們藉助這種高頻訊號,稱為載波訊號來傳輸我們的訊息訊號。這個過程簡單地稱為調製。
調製是根據調製訊號的瞬時值改變載波訊號引數的過程。
調製的必要性
基帶訊號不適合直接傳輸。為了讓這種訊號傳播更遠的距離,必須用高頻載波進行調製來增強其強度,這不會影響調製訊號的引數。
調製的優點
如果沒有引入調製,用於傳輸的天線必須非常大。由於波無法在不失真的情況下傳播到遠處,因此通訊範圍受到限制。
以下是通訊系統中實現調製的一些優點。
- 天線尺寸減小。
- 不會發生訊號混疊。
- 通訊範圍增加。
- 可以進行訊號多路複用。
- 允許調整頻寬。
- 接收質量提高。
調製過程中的訊號
調製過程中有三種類型的訊號。
訊息訊號或調製訊號
包含要傳輸訊息的訊號稱為訊息訊號。它是一個基帶訊號,必須經過調製過程才能傳輸。因此,它也稱為調製訊號。
載波訊號
具有特定相位、頻率和幅度但不包含任何資訊的,高頻訊號稱為載波訊號。這是一個空訊號。它僅用於調製後將訊號傳輸到接收器。
調製訊號
調製過程後的結果訊號稱為調製訊號。此訊號是調製訊號和載波訊號的組合。
調製型別
調製有很多型別。根據所使用的調製技術,它們分類如下所示。
調製型別大致分為連續波調製和脈衝調製。
連續波調製
在連續波調製中,使用高頻正弦波作為載波。這進一步細分為幅度調製和角調製。
如果高頻載波的幅度根據調製訊號的瞬時幅度變化,則這種技術稱為調幅。
如果載波的角度根據調製訊號的瞬時值變化,則這種技術稱為角調製。
如果載波的頻率根據調製訊號的瞬時值變化,則這種技術稱為調頻。
如果高頻載波的相位根據調製訊號的瞬時值變化,則這種技術稱為相位調製。
角調製進一步細分為頻率調製和相位調製。
脈衝調製
在脈衝調製中,使用週期性的矩形脈衝序列作為載波。這進一步細分為模擬調製和數字調製。
在模擬調製技術中,如果脈衝的幅度、持續時間或位置根據基帶調製訊號的瞬時值變化,則這種技術稱為脈衝幅度調製 (PAM) 或脈衝持續時間/寬度調製 (PDM/PWM) 或脈衝位置調製 (PPM)。
在數字調製中,所使用的調製技術是脈衝編碼調製 (PCM),其中模擬訊號被轉換為 1 和 0 的數字形式。由於結果是編碼脈衝序列,因此稱為 PCM。這進一步發展為增量調製 (DM),這將在後續章節中討論。因此,PCM 是一種將模擬訊號轉換為數字形式的技術。