專利名稱：一種幅度調(diào)制解調(diào)方法與實現(xiàn)的制作方法
技術領域：
(正文內(nèi)容)本發(fā)明涉及信號調(diào)制解調(diào)技術，屬于信號調(diào)制解調(diào)技術的創(chuàng)新。本發(fā)明提供了一 種針對信號周期變化的周期波信號進行幅度調(diào)制解調(diào)的新方法，可以直接實現(xiàn)數(shù)字調(diào)制， 并可以實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸速率。
背景技術：
(正文內(nèi)容)在信號傳輸領域，主要有三種基礎調(diào)制技術，分別是針對載波信號的幅度調(diào)制，簡 稱調(diào)幅AM ；頻率調(diào)制，簡稱調(diào)頻FM ；相位調(diào)制，簡稱調(diào)相PM。其余各種調(diào)制方式基本都由此 三種調(diào)制方式組合或變化實現(xiàn)。調(diào)制的方法主要是通過改變正弦波的幅度、相位和頻率來傳送信息。其基本原理 是把數(shù)據(jù)信號寄生在載波的某個參數(shù)上幅度、頻率和相位，即用數(shù)據(jù)信號來進行幅度調(diào) 制、頻率調(diào)制和相位調(diào)制。三種基本調(diào)制技術簡單介紹如下1、調(diào)幅 AM使載波振幅按照調(diào)制信號改變的調(diào)制方式叫調(diào)幅。經(jīng)過調(diào)幅的電波叫調(diào)幅波。它 保持著高頻載波的頻率特性，但包絡線的形狀則和信號波形相似。調(diào)幅波的振幅大小，由調(diào) 制信號的強度決定。調(diào)幅波用英文字母AM表示。2、調(diào)頻 FM使載波頻率按照調(diào)制信號改變的調(diào)制方式叫調(diào)頻。已調(diào)波頻率變化的大小由調(diào)制 信號的大小決定，變化的周期由調(diào)制信號的頻率決定。已調(diào)波的振幅保持不變。調(diào)頻波的 波形，就像是個被壓縮得不均勻的彈簧，調(diào)頻波用英文字母FM表示。3、調(diào)相 PM載波的相位對其參考相位的偏離值隨調(diào)制信號的瞬時值成比例變化的調(diào)制方式， 稱為相位調(diào)制，或稱調(diào)相。調(diào)相和調(diào)頻有密切的關系。調(diào)相時，同時有調(diào)頻伴隨發(fā)生；調(diào)頻時，也同時有調(diào)相 伴隨發(fā)生，不過兩者的變化規(guī)律不同。實際使用時很少采用調(diào)相制，它主要是用來作為得到 調(diào)頻的一種方法。數(shù)字信號只有幾個離散值，這就類似用數(shù)字信號去控制開關選擇具有不同參量的 振蕩一樣，為此把數(shù)字信號的調(diào)制方式稱為鍵控。數(shù)字調(diào)制也分為調(diào)幅、調(diào)相和調(diào)頻三類。

發(fā)明內(nèi)容
(正文內(nèi)容)本發(fā)明針對具有周期變化的信號進行調(diào)制，實現(xiàn)通信的目的。周期變化的信號形 式不限，可以是任何波形的信號，以下簡稱為周期波。周期波最具有代表性的就是單一頻率的正弦波，在通信系統(tǒng)中，這通常稱為載波。本發(fā)明通過對周期波的一個或多個波長周期產(chǎn)生二進制的幅度變化來實現(xiàn)信息的調(diào)制，因此是一種周期波離散的或數(shù)字的調(diào)制。而調(diào)制和變化可以是模擬的，也可以是離 散數(shù)字的。首先看一下沒有調(diào)制的周期波信號，如圖1所示是一個方波信號，一般數(shù)字通信 中的基帶信號就類似于此種信號；圖2所示是一個正弦波信號，一般通信中所用載波信號 就是此種信號。下面約定一些相關的表示符號，周期波信號的頻率定義為fc，傳輸速率，也就是傳 輸頻率定義為ft，二進制比特位bit傳輸速率為fb。如果對M個周期波的波長周期進行調(diào)制作為一個調(diào)制周期，則ft = fc/M，M 為整數(shù)，并且 M >= 1。當M = 1時，ft = fc，也就是周期波的每一個周期都要進行調(diào)制，對于通信實現(xiàn)的 實際意義是傳輸速率等于載波速率。周期波每一個調(diào)制周期的信號幅度按照二進制的方式進行數(shù)字調(diào)制變化，約定采 用幅度大，高電平時表示數(shù)字1，幅度小，低電平時表示數(shù)字0;由于二進制只有兩種狀態(tài)， 則調(diào)制變化也只有兩種變化，就是信號幅度的大小變化。圖3所示是針對方波信號的調(diào)制 示意圖，其他形式的周期波信號實現(xiàn)方式類似。由于周期波信號可能是歸零信號，就是正負電平周期比例相同，如方波或正弦波 信號；或者周期波信號在一個波長周期中是具有正負電平變化的，那么這樣的信號的幅度 調(diào)制比例需要注意，不宜過大。但因為本發(fā)明是對周期波信號的一個調(diào)制周期進行比例放 大或縮小，并不像傳統(tǒng)調(diào)幅AM技術那樣，通過一個邊帶信號進行疊加產(chǎn)生調(diào)制，因此不會 存在過調(diào)制現(xiàn)象，不會產(chǎn)生對周期波信號的極性改變，只是改變幅度，因此調(diào)制電路實現(xiàn)更 為簡單可靠。周期波幅度調(diào)制實現(xiàn)的電路原理圖如圖4所示。周期波幅度解調(diào)實現(xiàn)的電路原理圖如圖5所示。總結，本發(fā)明通過對周期波信號的一個或多個周期進行二進制調(diào)制，實現(xiàn)了對周 期波信號的直接數(shù)字調(diào)制。本發(fā)明所實現(xiàn)的信號調(diào)制解調(diào)技術，可以應用于無線通信、有線 通信等多種通信領域，但不限于通信領域，具有如下技術特點1、直接傳輸數(shù)字信號；2、適用于多種通信方式，有線通信無線通信等；3、可以大大提高對載波的調(diào)制效率，信息由載波直接攜帶，沒有傳統(tǒng)技術的邊帶 或者非常弱；4、可以大大提高通信傳輸速率，極限情況下通信傳輸速率可以達到載波速率；5、不同頻點載波的頻率復用，可以實現(xiàn)多用戶接入；6、由于傳輸功率集中于載波，邊帶非常弱，所以信道之間的能量溢出和干擾非常 ??；7、在同一頻率點上通信，可以采用時分技術實現(xiàn)多用戶接入；8、也可以支持調(diào)頻擴頻等通信方式；


(正文內(nèi)容)圖1方波信號圖2正弦波信號圖3方波信號調(diào)制示意4周期波幅度調(diào)制實現(xiàn)的電路原理5周期波幅度解調(diào)實現(xiàn)的電路原理圖
具體實施例方式(正文內(nèi)容)周期波幅度調(diào)制實現(xiàn)的方式之一如圖4所示，首先周期波信號與數(shù)據(jù)應該是同頻 信號，或者周期波信號頻率fc是數(shù)據(jù)信號頻率ft的整數(shù)倍M，也就是周期波fc = MX ft。周期波信號首先經(jīng)過相位調(diào)整，以達到和數(shù)據(jù)信號的周期相位都一致，只有相位 一致，才能實現(xiàn)準確的調(diào)制，這與傳統(tǒng)調(diào)制方式有很大區(qū)別。周期波和數(shù)據(jù)信號同時送入比例放大器，由數(shù)據(jù)信號的電平控制放大的比例，當 數(shù)據(jù)信號電平為1時，周期波在M個波長周期內(nèi)被放大一個固定的比例Al，這是指周期波幅 值被等比例放大；當數(shù)據(jù)信號電平為0時，周期波在M個波長周期內(nèi)被放大一個固定的比例 A0，推薦Al >= 2A0，A0 >= 0。比例放大之后的周期波信號已經(jīng)被數(shù)據(jù)信號調(diào)制，所以比 例放大是本發(fā)明幅度調(diào)制實現(xiàn)方式的關鍵環(huán)節(jié)。經(jīng)過比例放大之后，調(diào)制后的周期波信號需要進行濾波，以濾除不需要的頻譜和 雜波信號，盡量保留純凈的周期波信號，因為周期波信號形式多樣，所以濾波方式也是多種 形式，如果周期波采用單一頻率的正弦波，那么濾波應該使用低通或帶通濾波器。濾波之后，為了達到適應線路或無線傳輸?shù)哪康?，需要進行功率放大，功率放大器 也需要針對周期波的形式進行選擇，如果周期波采用單一頻率的正弦波，那么功率放大器 的選擇比較多，全頻放大器或自激放大器都可以，如果周期波不是正弦波，那么推薦采用全 頻放大器。周期波信號經(jīng)過功率放大之后，就可以輸出進行通信傳輸使用。周期波幅度解調(diào)實現(xiàn)的方式之一如圖5所示，從線路或天線接收的信號首先進行 前置放大，前置放大一般要求是全頻放大，以免對接收信號產(chǎn)生頻譜修正或歧變。接收信號放大之后，需要進行濾波，以便濾除不需要的頻譜和雜波信號，盡量保留 有用的周期波信號，因為周期波信號形式多樣，所以濾波方式也是多種形式，如果周期波采 用單一頻率的正弦波，那么濾波應該使用低通或帶通濾波器。濾波之后，接收信號分為兩路，一路進行放大，便于對幅值變化進行檢波；一路作 為頻率和相位基準提供給幅值電平檢測和保持環(huán)節(jié)。信號放大器也需要針對周期波的形式進行選擇，如果周期波采用單一頻率的正弦 波，那么功率放大器的選擇比較多，全頻放大器或自激放大器都可以，如果周期波不是正弦 波，那么推薦采用全頻放大器。信號放大之后送入幅值檢測保持電路，幅值檢測保持電路對接收信號的幅值電平 進行檢測，將每個波長周期的最高電平保持住，周期的判定利用頻率和相位基準信號實現(xiàn)，由于接收信號本身也可以作為頻率和相位基準，所以，也可以不使用頻率和相位基準信號。除了對接收信號進行的相位調(diào)整，頻率和相位基準信號還有一個作用是對幅值電平保持電路進行歸零，根據(jù)調(diào)制的模式，對應的每M個周期波周期進行一次歸零，以恢復數(shù) 據(jù)信號。幅值檢測保持電路的輸出是一個頻率為ft的固定電平類似于方波信號，此信號 經(jīng)過電平比較整形電路，形成最終的TTL電平的數(shù)據(jù)信號。電平比較整形電路對輸入信號進行判定，當信號電平高于判定電平A時，此周期 輸出邏輯為1 ；當信號電平低于判定電平A時，此周期邏輯輸出為0;根據(jù)輸出信號的邏輯， 轉換為TTL信號的高低電平即可。經(jīng)過整形轉換之后的輸出信號就是原始數(shù)據(jù)信號的TTL 形式輸出。
權利要求
對周期型信號的一個或多個波長周期產(chǎn)生二進制的幅度變化來實現(xiàn)信號的調(diào)制；。
2.周期型信號的信號形式不限，可以是任何波形的信號，只要是周期型變化即可，簡稱 周期波；典型的周期型信號是單一頻率的正弦波，通信中通常稱為載波；。
3.周期波的一個或多個波長周期作為一個調(diào)制周期；。
4.每個調(diào)制周期通過對周期波信號的幅度產(chǎn)生二進制變化實現(xiàn)調(diào)制；。
5.解調(diào)時同樣是對周期波每個波長周期的幅度進行檢測，確定幅度電平是二進制1還 是O ；。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種幅度調(diào)制解調(diào)方法與實現(xiàn)。本發(fā)明通過對周期波信號的一個或多個周期進行二進制調(diào)制，實現(xiàn)了對周期波信號的直接數(shù)字調(diào)制。本發(fā)明所實現(xiàn)的信號調(diào)制解調(diào)技術，可以應用于無線通信、有線通信等多種通信領域，但不限于通信領域。本發(fā)明總結如下1、對周期型信號的一個或多個波長周期產(chǎn)生二進制的幅度變化來實現(xiàn)信號的調(diào)制；2、周期型信號的信號形式不限，可以是任何波形的信號，只要是周期型變化即可，簡稱周期波；典型的周期型信號是正弦波，通信中通常稱為載波；3、周期波的一個或多個波長周期作為一個調(diào)制周期；4、每個調(diào)制周期通過對周期波信號的幅度產(chǎn)生二進制變化實現(xiàn)調(diào)制；5、解調(diào)時同樣是對周期波每個波長周期的幅度進行檢測，確定幅度電平是二進制1還是0。
文檔編號H03D1/00GK101826841SQ200910300670
公開日2010年9月8日 申請日期2009年3月4日 優(yōu)先權日2009年3月4日
發(fā)明者孫文明, 李曉輝, 趙軍鎖 申請人:北京智網(wǎng)科技有限公司