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信号的调制与解调

2017-09-03  我爱你文摘

任何通信设备,只要天线中有变换的电流,就会产生并传播电磁波。电视和广播等节目的信号都是以电磁波的形式发射,但并不是直接发射的声音或图像信号,而是将这些信号调制之后发射。

不直接把声音或图像直接发射出去的主要原因是这些信号的频率都比较低。而频率越低,所需发射天线的尺寸就越大,这是根据以下简单推导而得出的结论。首先,电磁波波长等于光速除以信号频率。例如要发射信号的频率为1kHz,可得其波长为300km。而天线的长度要求大于或等于波长的1/4.于是天线的最小长度为75km。这个长达75km长的天线恐怕给再多钱也没人愿意做。再则,若全世界的电视台都直接把信号发射到空中,相互之间会形成很严重的信号干扰。为了克服以上问题,在信号传输之前需要对信号进行调制。

对于模拟信号而言,调制的方式有三种:幅度调制AM,频率调制FM和相位调制PM。我们这既然低频信号不宜直接发送,那就要想办法把低频信号嫁接到高频信号上再发送。嫁接就是把低频信号和高频周期性信号进行某种结合,这个结合的过程就叫信号的调制。高频周期性信号就像一个搬运工,把低频信号带在身上并送到其他地方。再电子学中,把高频周期性信号称为载波。

以高频载波的幅度来反映低频有用信号的方法称为幅度调制AM,调制之后的融合了低频有用信号的高频载波成为了AM信号。下图为低频有用信号,它可以是声音或图像等信号。高频载波,它的频率要比低频有用信号高出许多。低频有用信号和高频载波嫁接之后的结果--AM信号。

与AM信号中高频载波幅度变化反应低频有用信号不同的是,FM是利用高频载波的频率变化来反映低频有用信号的,FM长用于城市广播和电视节目信号的传输。如下图,高频载波的频率受低频有用信号幅度的影响而形成了FM信号。

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