釋義
詞目:調製基本解釋
為了傳送信息(如在電報、電話、無線電廣播或電視中)而對周期性或斷續變化的載波或信號的某種特徵(如振幅、頻率或相位)所作的變更頻率調製相門調製詳細解釋
1.調配製造。如:根據醫生的處方調製藥丸。2.調查編制。梁啓超《國會開會期與會計度開始期》:“而各部大臣之調製概算書,必須在四月以前。”章裕昆《文學社武昌首義紀實·文學社與共進會之聯合會議》:“軍事籌備員則調製武昌街道圖,預定分布隊伍及首事一切方略。”
概念

種類
用來傳送訊息的信號uC(t)叫作載波或受調信號,代表所欲傳送訊息的信號



調製是一種非線性過程。載波被調製後產生新的頻率分量,通常它們分布在載頻fC的兩邊,占有一定的頻帶,分別叫做上邊帶和下邊帶。這些新頻率分量與調製信號有關,是攜帶著訊息的有用信號。調製的目的是實現頻譜搬移,即把欲傳送訊息的頻譜,變換到載波附近的頻帶,使訊息更便於傳輸或處理。
調製的主要性能指標是頻譜寬度和抗干擾性。這是一對矛盾。調製方式不同,這些指標也不一樣。一般說,調製頻譜越寬,抗干擾性能越好;反之,抗干擾性能較差。調製的另一重要性能指標是調製失真。總的說來,數字調製比模擬調製具有較強的抗調製失真的能力。
正弦波頻率調製調製的種類很多,分類方法也不一致。按調製信號的形式可分為模擬調製和數字調製。用模擬信號調製稱為模擬調製;用數據或數位訊號調製稱為數字調製。按被調信號的種類可分為脈衝調製、正弦波調製和強度調製(如對非相干光調製)等。調製的載波分別是脈衝,正弦波和光波等。正弦波調製有幅度調製、頻率調製和相位調製三種基本方式,後兩者合稱為角度調製。此外還有一些變異的調製,如單邊帶調幅、殘留邊帶調幅等。脈衝調製也可以按類似的方法分類。此外還有複合調製和多重調製等。不同的調製方式有不同的特點和性能。正弦波幅度調製正弦載波幅度隨調製信號而變化的調製,簡稱調幅(AM)。數字幅度調製也叫作幅度鍵控(ASK)。調幅的技術和設備比較簡單,頻譜較窄,但抗干擾性能差,廣泛套用於長中短波廣播、小型無線電話、電報等電子設備中。
早期的無線電報機採用火花式放電器產生高頻振盪。傳號時火花式發報機發射高頻振盪波,空號時發報機沒有輸出。這種電報信號的載波不是純正弦波,它含有很多諧波分量,會對其他信號產生嚴重干擾。理想的模擬正弦波調幅是:載波幅度與調製信號瞬時值

式中UC是載波幅度;Ω=2πF,是調製信號的角頻率,其中F是調製信號頻率;ma是一個和調製信號幅度



調頻是1933年E.H.阿姆斯特朗發明的。這種調製具有良好的抗干擾性能,廣泛用於高質量廣播、電視伴音、多路通信和掃頻儀等電子設備中。
理想的調頻是:載波的瞬時角頻率ω 與調製信號瞬時值

ω =ωC+墹ω cosΩt (2)式中墹ω =kf



(3)
正弦波調頻後也產生新的頻率分量,這些分量和調頻指數mf有關。在理論上單頻調頻時調頻波具有無窮多個邊頻分量,相鄰兩邊頻的距離等於F。通常把幅度小於載波原來幅度 1/100的邊頻分量忽略不計,有效邊頻分量所占據的頻帶為調頻波的頻寬。
圖4是單頻調製時調頻波的頻譜。mf很小時,載頻分量較大,邊頻幅度很小;mf增大時,載頻幅度減小,邊頻幅度增大,幅度大的邊頻數也增多;mf繼續增加時,載頻和各邊頻的幅度交替增減,這些頻率分量的幅度是以mf為宗數的各階貝塞爾函式。

在實用中,調製信號的最大值通常保持不變,因此最大頻移墹f也不變。這時mf隨調製信號頻率F而減小。圖5是墹f為定值時調頻波的頻譜。F小時,相鄰各頻率分量的距離較小,但由於mf較大,有效的邊頻分量較多;F較大時,各邊頻的距離增大,但mf卻減小,有效的頻率分量也較少。因此調頻波的頻譜寬度大體上保持不變。這是調頻波的特點。它的頻譜寬度BWf可以用下面的經驗公式來計算

單頻調相時,理想調相波uφ(t)的表示式是uφ(t)=UCcos(ωCt+墹φcosΩt+φ0) (5)
式中墹φ為載波相位隨調製信號而變化的最大相移,稱調相指數。它與調製信號幅

脈衝調製 受調波為脈衝序列的調製。脈衝調製可分為脈衝調幅(PAM)、脈衝調相(PPM)、脈衝調寬 (PWM)等方式。圖7是一些脈衝調製信號的波形。通常把模擬-數位訊號轉換也看做是脈衝調製,這種調製有脈碼調製(PCM)、差值脈碼調製(dpcm)、增量調製(墹M)等。脈衝調幅實質上就是信號採樣。常用於模-數轉換電路、信號轉換電路和各種電子儀器(如採樣示波器等)。
寬頻調頻具有較強的抗干擾性能。1933年阿姆斯特朗證明:當輸入信噪比Si/Ni較大時,調頻接收機的輸出信噪比SO/NO與最大頻移墹f的平方成正比;增加調頻波的頻寬可以改善通信系統的質量。不過這種改善是有限度的,因為頻寬過大時,調頻接收機的內部噪聲Ni增加,Si/Ni減小;當Si/Ni降低到某一閾值時,SO/NO反而急劇變壞。圖6是調頻接收機輸出信噪比SO/NO與輸入信噪比Si/Ni的關係曲線,在曲線拐點左邊,調頻的抗干擾性能比調幅還差。利用預加重和反饋調頻接收的方法可以使SO/NO得到改善。
展望


作用
調製在通信系統中有十分重要的作用。通過調製,不僅可以進行頻譜搬移,把調製信號的頻譜搬移到所希望的位置上,從而將調製信號轉換成適合於傳播的已調信號,而且它對系統的傳輸有效性和傳輸的可靠性有著很大的影響,調製方式往往決定了一個通信系統的性能。調製方式
在通信中,我們常常採用的調製方式有以下幾種:(一)模擬調製:用連續變化的信號去調製一個高頻正弦波
主要有:1.幅度調製(調幅AM,雙邊帶調製DSBSC,單邊帶調幅SSBSC,殘留邊帶調製VSB以及獨立邊帶ISB);
2.角度調製(調頻FM,調相PM)兩種。因為相位的變化率就是頻率,所以調相波和調頻波是密切相關的;
(二)數字調製:用數位訊號對正弦或餘弦高頻振盪進行調製
主要有:
1.振幅鍵控ASK;
2.頻率鍵控FSK;
3.相位鍵控PSK;
(三)脈衝調製:用脈衝序列作為載波
主要有:1.脈衝幅度調製(PAM:PulseAmplitudeModulation);
2.脈寬調製(PDM:PulseDurationModulation);
3.脈位調製(PPM:PulsePositionModulation);
4.脈衝編碼調製(PCM:PulseCodeModulation);
隨著通信業務量的增加,頻譜資源日趨緊張,為了提高系統的容量,信道間隔已由最初的100kHz減少到25kHz,並將進一步減少到12.5kHz,甚至更小,由於數字通信具有建網靈活,容易採用數字差錯控制技術和數字加密,便於集成化,並能夠進入ISDN網,所以通信系統都在由模擬制式向數字制式過渡。
因此系統中必須採用數字調製技術,然而一般的數字調製技術,如ASK、PSK和FSK因傳輸效率低而無法滿足移動通信的要求,為此,需要專門研究一些抗干擾性強、誤碼性能好、頻譜利用率高的數字調製技術,儘可能地提高單位頻譜內傳輸數據的比特率,以適用於移動通信窄帶數據傳輸的要求。如
最小頻移鍵控(MSK-MinimumShiftKeying);
高斯濾波最小頻移鍵控(GMSK-GaussianFilteredMinimumShiftKeying);
四相相移鍵控(QPSK-QuadratureReferencePhaseShiftKeying);
交錯正交四相相移鍵控(OQPSK-OffsetQuadratureReferencePhaseShiftKeying);
四相相對相移鍵控(DQPSK-DifferentialQuadratureReferencePhaseShiftKeying);
π/4正交相移鍵控(π/4-DQPSK-DifferentialQuadratureReferencePhaseShiftKeying);
已在數字蜂房移動通信系統中得到廣泛套用。