若何解调数字调信赖号_暗记_旗子

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在本头条号前面的文章中，我们谈论了用于解调AM和FM旗子暗记的系统，这些旗子暗记承载仿照数据，例如（非数字化的）音频数据信息。
现在我们准备看一下如何解调并规复通过第三种通用调制办法（即相位调制）编码的原始信息。

但是，仿照相位调制并不常见，而数字相位调制则非常常见。
因此，在数字RF通信的背景下探索PM解调更为故意义。
我们将利用二进制相移键控（BPSK）探索该主题；不过，请把稳，正交相移键控（QPSK）在当代无线系统中的运用则更为普遍。

若何解调数字调信赖号_暗记_旗子科学

顾名思义，二进制相移键控（BPSK）通过将一个相位分配给二进制0并将一个不同的相位分配给二进制1来表示数字数据。
两个相位相隔180°以优化解调精度-两个相位值之间的间隔越大，越随意马虎解码出符号信息来。

乘法，集成和同步

BPSK解调器紧张由两个功能块组成：一个乘法器和一个积分器。
这两个分量将产生与原始二进制数据相对应的旗子暗记。
但是，还须要同步电路，由于吸收机必须能够识别比特周期之间的边界。
这是仿照解调和数字解调之间的主要差异，因此让我们仔细研究研究。

频移键控旗子暗记

上图示展示了频移键控旗子暗记，但是相同的观点适用于数字相位调制和数字幅度调制。

在仿照解调中，旗子暗记实际上没有开始或者结束的边界。
想象一下正在广播音频旗子暗记（即根据音乐不断变革的旗子暗记）的FM发射机，现在再想象一下对付最初是关闭的FM吸收机，用户可以在任何时候为该吸收器加电即打开吸收机，并且解调电路将开始从调制载波中提取出音频旗子暗记，提取的旗子暗记可以被放大并发送到扬声器，音乐将听起来很正常。
吸收机不用知道音频旗子暗记代表的是歌曲的开头还是结尾，或者解调电路是否在某一小节开始时才开始事情的，或者恰好在拍子上或在两个拍子之间开始事情的，没紧要，由于每个瞬时电压值对应于音频旗子暗记中的一个确切时候，并且当所有这些瞬市价都连续涌现时，将重新创建声音。

利用数字调制时，情形完备不同。
我们不是在处理瞬时振幅，而是处理代表一个离散信息（即一个数字（1或0））的一系列振幅。
每个幅度序列（称为符号，持续韶光即是一个比特周期）必须与之前和之后的序列区分开：如果广播公司（来自上述示例）正在利用数字调制，并且吸收机上电并开始在以下位置进行解调一个随机的韶光点，会发生什么？在这种情形下，如果吸收机恰好在一个符号的中间开始解调，它将试图阐明一个符号的一半和下一个符号的一半。
当然，这会导致缺点；逻辑1符号后跟逻辑0符号将有相等的机会被阐明为1或0。

显然，在任何数字RF系统中，同步都必须是高优先级。
一种大略的同步方法是在每个数据包之前添加预定义的“演习序列”，该序列由交替的零符号和1符号组成（如上图所示）。
吸收器可以利用这些1010跳变来识别符号之间的韶光边界，然后可以大略地通过运用系统的预定义符号持续韶光精确地阐明数据包中的别的符号。

乘法的影响

如上所述，PSK解调的基本步骤是乘法。
更详细地说，我们将输入的BPSK旗子暗记乘以参考旗子暗记，该参考旗子暗记的频率即是载波频率。
这有什么浸染？让我们看一下数学表达式；首先，乘积确定两个正弦函数：

如果将这些通用正弦函数转换为具有频率和相位的旗子暗记，我们将具有以下特色的函数：

简化后我们有：

因此，当我们将两个频率相等但相位不同的正弦波相乘时，结果是频率更加的正弦波加上一个取决于两个相位之差的偏移量。
偏移是关键：如果吸收旗子暗记的相位即是参考旗子暗记的相位，我们的cos（0°）即是1。
如果吸收旗子暗记的相位与相位的相位差180°，参考旗子暗记，我们有cos（180°），即–1。
因此，乘法器的输出对付一个二进制值将具有正DC偏移，而对付另一个二进制值将具有负DC偏移。
此偏移量可用于将每个符号阐明为1或1。

仿真确认

以下BPSK调制和解调电路向您展示了如何在LTspice中创建BPSK旗子暗记：

在LTspice中创建BPSK旗子暗记

两个正弦波旗子暗记源（一个相位为0°，一个相位为180°）连接到两个电压掌握开关。
两个开关具有相同的方波掌握旗子暗记，并且通断电阻被配置为使得一个断开，而另一个闭合。
两个开关的“输出”端子连接在一起，运算放大器缓冲的天生旗子暗记如下所示：

仿真天生的BPSK旗子暗记

接下来，我们得到一个参考正弦波（V4），其频率即是BPSK波形的频率，然后利用任意行为电压源将BPSK旗子暗记乘以参考旗子暗记，所得的结果如下：

BPSK旗子暗记乘以参考旗子暗记的结果

如您所见，解调后的旗子暗记是吸收旗子暗记频率的两倍，并且根据每个符号的相位具有正负DC偏移。
如果然后针对每个bit 位周期来对该旗子暗记进行积分，我们将得到一个与原始数据相对应的数字旗子暗记。