二进制振幅键控的优化方案

数字调幅是用数字信号去控制载波幅度变化的,即信息完全载荷在载波的幅度上。二进制数据电平1码和0码相当于载波的发送与不发送,能像开关一样控制载波的有无,因此二进制数字振幅键控(Amplitude Shift Keying,ASK)方式又称为通断键控(On Off Keying,OOK),二进制数字振幅键控通常记作2ASK。

1.电路结构

图6.18给出了单极性基带信号(矩形脉冲)对载波进行通断键控的调制电路。

图6.18 2ASK电路

2.波形表示

2ASK调制波形如图6.19所示。

图6.19 2ASK调制波形

2ASK信号之所以称为OOK信号,因为2ASK可用图6.18(b)所示的开关电路完成。另外,由图6.19可见,开关电路可看成乘法器(如图6.20所示),因为两波形相乘(即S(t)×cosωc t)的结果和开关电路的结果是一样的。

图6.20 开关电路变成乘法器

3.2ASK频带分析

2ASK的频带分析电路如图6.21所示。

图6.21 2ASK的频带分析电路

经过大量统计观察后可把S(t)信号看成1和0交替出现的周期方波,如图6.22所示。(www.xing528.com)

图6.22 S(t)为周期方波

周期方波通过傅里叶分析可以得到式(6.6)的结果,即S(t)可展开成一个余弦三角级数的无穷和。

其中,Ω≪ωc,Ω=2πfb=2π,Ω为数码重复频率(数码重复频率有时也用符号fb)。

这个余弦三角级数特点是,后面项的振幅越来越小,即能量主要集中在前面几项。

可见输出频率包含ωc,ωc±Ω,ωc±3Ω,ωc±5Ω,ωc±7Ω,…由式(6.7)画出频谱图,如图6.23所示。

图6.23 s(t)cosωc t信号的频谱图

如果认为信号能量主要集中在ωc,ωc±Ω频率上,则其他较小,可忽略不计。2ASK信号宽带为

如图6.24所示,在接收端收到的2ASK信号S(t)×cosωc t与本地产生的载波cosωc t相乘可得

图6.24 2ASK信号接收

经低通滤波器滤出项,去掉输出中的二次谐波,即可恢复基带信号S(t)。