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输入信号 r(t) 输出信号
带通 滤波器 包络提取 低通 滤波器 抽样 判决器 定时脉冲 图2-5 AM非相干解调方式
2.4 ASK调制原理
振幅键控是正弦载波的幅度随数字基带信号而变化的数字调制。当数字基带信号为二进制时,则为二进制振幅键控。 设发送的二进制符号序列由0、1序列组成,发送0符号的概率为P,发送1符号的概率为1-P,且相互独立。该二进制符号序列可表示为
其中:
?
二进制振幅键控信号时间波型如图2-6所示。 由图2-6可以看出,2ASK信号的时间波形e2ASK(t)随二进制基带信号s(t)通断变化,所以又称为通断键控信号(OOK信号)。
图2-6 二进制振幅键控信号时间波型
由于二进制的随机脉冲序列是一个随机过程,?
所以调制后的二进制数字信号也是
一个随机过程,因此在频率域中只能用功率谱密度表示。2ASK 信号功率谱密度的特点如下:(1)由连续谱和离散谱两部分构成,连续谱由信号g(t)经线性调制后决定,离散谱由载波分量决定;(2)已调信号波形的带宽是基带脉冲波形带宽的二倍。2ASK 信号功率
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谱密度推导:
??已知e0(t)???ang(t?nTS)?cos?ct?s(t)cos?ct,设e0(t)的功率谱为Pe(f),s(t)
?n?的功率谱为Ps(f)。
则 Pe(f)?1?Ps(f?fc)?Ps(f?fc)?, Ps(f)?fsP(1?P)G(f)2?fs(1?P)2 4?sin?fTs?,?(f?mf)G(mf)G(f)?T?sss?m??fTsTs?sin?(f?fc)TsPe(f)??16??(f?fc)Ts?2??j?fTs?。 ?e?2sin?(f?fc)Ts?1????(f?fc)??(f?fc)? ??(f?fc)Ts?16?
图2-7 2ASK信号的功率谱密度示意图
在二进制数字振幅调制中,载波的幅度随着调制信号的变化而变化,实现这种调制的方式有两种:(1)模拟相乘法:通过相乘器直接将载波和数字信号相乘得到输出信号,这种直接利用二进制数字信号的振幅来调制正弦载波的方式称为模拟相乘法,其电路如图2-8所示。在该电路中载波信号和二进制数字信号同时输入到相乘器中完成调制。(2)数字键控法:用开关电路控制输出调制信号,当开关接载波就有信号输出,当开关接地就没信号输出,其电路如图2-9所示。
图2-8 模拟相乘法 图2-9 数字键控法
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2.5 2ASK解调原理
2ASK/OOK信号有两种基本的解调方法:非相干解调(包络检波法)和相干解调(同步检测法),相应的接收系统如图2-10、图2-11所示。
图2-10 非相干解调方式
图2-11 相干解调方式
抽样判决器的作用是:信号经过抽样判决器,即可确定接收码元是“1”还是“0”。假设抽样判决门限为b,当信号抽样值大于b时,判为“1”码;信号抽样值小于b时,判为“0”码。当本实验为简化设计电路,在调制的输出端没有加带通滤波器,并且假设信道时理想的,所以在解调部分也没有加带通滤波器。
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图2-12 2ASK信号非相干解调过程的时间波形
3设计步聚
3.1 simulink的工作环境熟悉
建立一个很小的系统,用示波器观察正弦信号的平方的波形,如图3-1 系统中所需的模块:正弦波模块,示波器模块,乘法器。
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图3-1 正弦仿真电路图
正弦波参数设置如图3-2所示:
图3-2 正弦参数设置
系统内的示波器显示的波形如图。
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