信号的调制:调幅 调频 调相
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1. 振幅调变,也可简称为调幅,AM(Amplitude Modulation),通过改变输出信号的振幅,
来实现传送信息的目的。一般在调制端输出的高频信号的幅度变化与原始信号成一定的函数关系,
在解调端进行解调并输出原始信号。
2. 频率调制,FM调频,是一种以载波的瞬时频率变化来表示信息的调制方式,通过利用载波的不同频率来表达不同的信息。
所谓频率调制,顾名思义,就是对无线电进行信息加载,得到调制波。但是,随着无线电技术的另一个领域,
既雷达设备,由于对目标测绘的需要,和电子信息对抗的必要。现代先进雷达已经能通过这种技术来减少杂波,
抑或通过将一个集中的雷达脉冲波束散射,达到不被发现的功能,成为低截获概率技
术(电子侦察系统会查找狭小波段范围内的电磁波,如果不这样,将会被无穷的背景电磁辐射扰乱)。
3. 相位调制,或称调相:载波的相位对其参考相位的偏离值随调制信号的瞬时值成比例变化的调制方式相。
调相和调频有密切的关系。调相时,同时有调频伴随发生;调频时,也同时有调相伴随发生,不过两者的变化规律不同。
实际使用时很少采用调相制,它主要是用来作为得到调频的一种方法。
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----------------*一般的调频 调幅应用更广*----------------------
调频的特点是频宽窄,距离长。频宽窄的意思是对阻碍物的穿透能力弱,但是传输距离长。
这种技术一般使用在手机、寻呼机等需要长距离(5公里以上)传输的产品使用。
调幅的特点是频宽宽,距离短。频宽宽的意思是对阻碍物的穿透能力强,但是传输距离较短,
这种技术一般应用在楼宇内的无线报警、无线安防等领域。因为在一个楼宇里面最重要的不是距离,而是穿透能力。
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1. 调频比调幅抗干扰能力强:
外来的各种干扰、加工业和天电干扰等,对已调波的影响主要表现为产生寄生调幅,形成噪声。
调频制可以用限幅的方法,消除干扰所引起的寄生调幅。而调幅制中已调幅信号的幅度是变化的,
因而不能采用限幅,也就很难消除外来的干扰。
另外,信号的信噪比愈大,抗干扰能力就愈强。而解调后获得的信号的信噪比与调制系数有关,调制系数越大,
信噪比越大。由于调频系数远大于调幅系数,因此,调频波信噪比高,调频广播中干扰噪声小。
2.调频波比调幅波频带宽:
频带宽度与调制系数有关,即:调制系数大,频带宽。调频中常取调频系数大于1,而调幅系数是小于1的,
所以,调频波的频带宽度比调幅波的频带宽度大得多。
3.调频制功率利用率大于调幅制:
发射总功率中,边频功率为传送调制信号的有效功率,而边频功率与调制系数有关,调制系数大,边频功率大。
由于调频系数mf大于调幅系数ma,所以,调频制的功率利用率比调幅制高。
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--------------------- @ 相关的概念 @ -------------------
电磁波
电磁波无处不在,它可以在真空或者介质中传播。不依赖介质也可以传播。
同相震荡且互相垂直的电场和磁场在空间中以波的形式移动,这种传播方式形成的电磁场叫做电磁波。
电磁波传播方向垂直于电场与磁场在空间形成的两个平面,
天线中变化的电流产生磁场,磁场又感应出电场
交替产生的电场和磁场会在真空或者介质中形成电磁波并发射出去。
只要自身温度大于0k的物体都会发射电磁波,而宇宙中并不存在温度等于或者低于0k的物体。
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电磁波被分为很多类
无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、伽马射线。
在众多电磁波中,国际电信联盟(ITU)划分出了3Hz~300GHz专门用于无线通信。并把这个频段划分出11个子频段用
于不同用途通信手段。
与我们日常生活相近的只有四个:
MF频段(中频),可以听广播。
HF频段(高频),无线电爱好者可以进行直接远距离通信使用。
VHF频段(甚高频),有一部分是城市广播。
UHF频段(超高频),与我们联系最紧密。电视节目信号、手机信号、对讲机信号、GPS信号,
在2.45GHz这个特定频率上,WiFi信号、蓝牙信号、射频识别(RFID)信号等。
它们涵盖了今天许多常用通信手段的频率。比如听收音机,打电话,看电视,无线上网等
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天线
功能就是把空气中的电磁波接收下来。
原理: 电磁波遇到天线这种导体就会在天线上感应出变化的电流,这个变化的电流上运载了声音、图像信号。
再把天线感应到的电流信号进行处理后就可以将原始信号还原。
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AM与FM调制
调制原因?
低频信号(比如声音信号)由于频率太低,频率越低,所需发射天线的尺寸就越大,干扰也越多。
而且,如果全世界的电视台等都直接把信号发射到空中,那么相互之间会形成严重干扰,所以要进行调制。
而由于低频信号不宜直接发送,我们就把它嫁接到高频信号上,这种结合就是调制。
此时的高频信号就是就像一个搬运工,把高频信号背在身上送到其他地方,
所以我们亲切的称这种高频周期信号叫载波。
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频偏是调频术语。调制信号幅度越大,调制后的波形偏离载频频率越大,频偏就越大。小信号情况下,调频的频偏和调制信号的幅度成线性关系;大信号情况下,频率调制率也会出现像放大器增益饱和类似的情况。
频偏就是调频波频率摆动的幅度,一般说的是最大频偏,它影响调频波的频谱带宽。但并不是说最大频偏越大,频谱带宽就一定越宽,这里面还有个调制指数的问题。调制指数m=最大频偏/调制低频的频率,调制指数直接影响移频波频谱的形状与带宽。
一般说来,调制指数越大,移频波频谱的带宽越宽。而最大频偏是调制指数的一个决定因素,所以说它影响调频波的频谱带宽。频偏是调频波里的特有现像,是指固定的调频波频率向两侧的偏移。
频偏的幅度,国际无线电管理委员会规定:音频对调频波的最大调制频偏为200KHz,视频对调频波的最大调制频偏为6.5MHz.这是为了得到最好的传输效果和尽量节省频率资源相互兼顾来确定的。但无论是传送音频信号或是传送视频信号,频偏都不是一个固定值。音频信号的幅度小了,相应的频偏也小,幅度大了,频偏的幅度也大,但最大都不会超过上述的规定值(200KHz和6.5MHz)。
单位:(PPM),ppm表示-每百万单位(parts per million)。在用作表示频率偏差时,它表示在一个特定中心频率下,允许偏差的值,频率以赫兹为单位。ppm和赫兹之间的换算关系如下式:
△f=(f*ppm)/10^6
这里 ppm 是最大变化值(+/-),f是中心频率(赫兹),△f是允许最大的频率变化范围。
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调制是给测量信号赋以一定特征,这个特征由作为载体的信号提供。常以一个高频正弦信号或脉冲信号作为载体,这个载体称为载波信号。用需要传输的信号去改变载波信号的某一参数,如幅值、频率、相位。这个用来改变载波信号的某一参数的信号称调制信号。在测控系统中需传输的是测量信号,通常就用测量信号作调制信号。经过调制的载波信号叫已调信号。