■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 科技微波小課堂_不同射頻調制方案在性能和應用上的比較
讓 ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 來探討一下不同調制方案在性能和應用方面的比較。
理解射頻調制的三種主要類型的關鍵特性至關重要，但這些信息并非孤立存在。 ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 的目標是設計能夠有效且高效地滿足性能目標的實際系統(tǒng)。因此， ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 需要對哪種調制方案適用于特定應用有一個大致的分析。
振幅調制（Amplitude Modulation, AM）
振幅調制在實現(xiàn)和分析上相對直接，同時AM波形也相對容易解調。因此，AM可以被視為一種簡單且成本較低的調制方案。然而，正如常言所說，簡單和低成本往往伴隨著性能上的妥協(xié)—— ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 不應期望更簡單、更便宜的解決方案就是最好的。
雖然不能說AM系統(tǒng)“罕見”，因為全球無數(shù)車輛都配備了AM接收器，但模擬振幅調制的應用現(xiàn)在相當有限。這主要是因為AM存在兩個顯著的缺點：
除了AM無線電廣播外，模擬幅度調利還用于民用航空
振幅噪聲
在無線通信系統(tǒng)中，噪聲始終是一個難以回避的問題。從某種意義上說，射頻設計的質量可以順利獲得解調信號的信噪比來概括：接收信號中的噪聲越少，意味著輸出質量越高（對于模擬系統(tǒng)）或比特錯誤率越低（對于數(shù)字系統(tǒng)）。噪聲總是存在， ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 必須認識到它是影響系統(tǒng)整體性能的根本威脅。
噪聲——包括隨機電噪聲、干擾、電氣和機械瞬態(tài)等——會作用于信號的幅度上。換句話說，噪聲可以產生振幅調制。這是一個問題，因為噪聲引起的隨機振幅調制與發(fā)射機有意進行的振幅調制難以區(qū)分。任何射頻信號都會受到噪聲的影響，但振幅調制（AM）系統(tǒng)尤其敏感。
放大器線性度
在設計射頻功率放大器時，線性度是一個主要挑戰(zhàn)。（更具體地說，同時實現(xiàn)高效率和高線性度是非常困難的。）線性放大器對輸入信號應用一定的固定增益；從圖形上看，線性放大器的傳輸函數(shù)就是一條直線，其斜率對應于增益。
一條直線代表完美線性放大器的響應：輸出電壓始終是輸入電壓乘以固定增益。
放大器非線性
實際中的放大器總是存在一定程度的非線性，這意味著應用于輸入信號的增益會受到輸入信號特性的影響。非線性放大的結果是失真，即在諧波頻率上產生頻譜能量。
■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 也可以說，非線性放大是振幅調制的一種形式。如果放大器的增益隨輸入信號的頻率變化，或者隨外部因素（如溫度或電源條件）變化，那么傳輸?shù)男盘柧蜁洑v非故意（且不受歡迎）的振幅調制。這在AM系統(tǒng)中是一個問題，因為雜散振幅調制會干擾有意進行的振幅調制。
任何包含振幅變化的調制方案都更容易受到非線性的影響。這既包括普通的模擬振幅調制，也包括統(tǒng)稱為正交振幅調制（QAM）的廣泛使用的數(shù)字調制方案。
角度調制
頻率調制和相位調制在傳輸信號的時間特性中編碼信息，因此它們對振幅噪聲和放大器非線性具有魯棒性。信號的頻率不會因噪聲或失真而改變。雖然可能會增加額外的頻率成分，但原始頻率仍然存在。當然，噪聲對調頻（FM）和調相（PM）系統(tǒng)也有負面影響，但噪聲并沒有直接破壞用于編碼基帶數(shù)據的信號特性。
如上所述，功率放大器設計需要在效率和線性度之間進行權衡。角度調制與低線性度放大器兼容，而這些低線性度放大器在功耗方面更高效。因此，角度調制是低功耗射頻系統(tǒng)的良好選擇。
帶寬
與頻率調制和相位調制相比，振幅調制在頻域中的影響更為直接。這可以視為AM的一個優(yōu)勢：能夠預測調制信號所占用的帶寬是很重要的。
然而，預測FM和PM頻譜特性的難度更多地與設計的理論部分相關。如果 ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 關注實際因素，角度調制（包括FM和PM）可以被視為具有優(yōu)勢，因為它可以將給定的基帶帶寬轉換為相對較小的（與AM相比）傳輸帶寬。
頻率與相位
頻率調制和相位調制密切相關，但在某些情況下，一種調制方式比另一種更適合。這兩種調制方式之間的區(qū)別在數(shù)字調制中更為明顯。
模擬頻率調制和相位調制
正如 ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 在相位調制頁面中所看到的，當基帶信號是正弦波時，PM波形僅僅是相應FM波形的一個移位版本。因此，關于頻譜特性或噪聲敏感性的FM與PM之間并沒有明顯的優(yōu)缺點。
然而，模擬FM比模擬PM更為常見，原因是FM調制和解調電路更為簡單。例如，頻率調制可以順利獲得圍繞電感和電壓控制電容器（即，其電容隨基帶信號電壓變化而變化的電容器）構建的振蕩器來實現(xiàn)。這種電路結構相對簡單，易于實現(xiàn)。
數(shù)字頻率調制和相位調制
當 ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 進入數(shù)字調制的領域時，相位調制（PM）和頻率調制（FM）之間的差異變得相當顯著。第一時間需要考慮的是誤碼率。顯然，任何系統(tǒng)的誤碼率都取決于多種因素，但如果 ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 對二進制相移鍵控（PSK）系統(tǒng)和等效的二進制頻移鍵控（FSK）系統(tǒng)進行數(shù)學比較， ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 會發(fā)現(xiàn)二進制FSK需要顯著更多的發(fā)射能量才能達到相同的誤碼率。這是數(shù)字相位調制的一個優(yōu)勢。
但是，普通的數(shù)字相位調制也有兩個顯著的缺點。
第一時間，如數(shù)字相位調制頁面所述，普通的（即非差分）PSK與非相干接收機不兼容。相比之下，F(xiàn)SK不需要相干檢測。
其次，普通的PSK方案，特別是四相相移鍵控（QPSK），涉及突然的相位變化，導致信號的高斜率變化。當信號順利獲得低通濾波器處理時，波形的高斜率部分幅度會降低。這些幅度變化與非線性放大相結合，會導致一個稱為頻譜再生長的問題。為了減輕頻譜再生長， ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 可以使用更線性（因此效率更低）的功率放大器，或者實現(xiàn)PSK的專用版本?；蛘?， ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 可以切換到FSK，它不需要突然的相位變化。
在這里，您可以看到由低通濾波 PSK 信號引起的幅度變化。
總結
振幅調制：振幅調制簡單，但它對噪聲敏感，并且需要高線性度的功率放大器。
頻率調制：頻率調制對幅度噪聲的敏感性較低，可以使用更高效、更低線性度的放大器。
數(shù)字相位調制：在理論性能方面，數(shù)字相位調制在誤碼率方面優(yōu)于數(shù)字頻率調制。但在低功耗系統(tǒng)中，數(shù)字頻率調制具有優(yōu)勢，因為它不需要高線性度的放大器。
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