微機遠動技術教學課件 第5章遠動通信原理和.ppt

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1、第5章遠動通信原理和信道5.1電力系統(tǒng)分層調度控制及通信發(fā)展趨勢5.2通信原理概述5.3數(shù)字幅度調制與解調5.4數(shù)字頻率調制與解調5.5數(shù)字相位調制與解調5.6位同步5.7載波同步5.8群同步（幀同步）5.9信道概況5.10有線通信線路5.11光纖信道5.12多路復用技術5.13串行通信接口本章學習目標l數(shù)字調制、解調技術，l模擬信號數(shù)字化技術，糾錯編碼技術l同步技術，數(shù)字加密技術l信道與噪聲，基帶傳輸技術l遠動信道的分類l電平的有關內容l振幅鍵控（ASK）、頻移鍵控（FSK）和相移鍵控（PSK）三種基本方式l同步技術中的載波同步、位

2、同步、群同步和網(wǎng)同步等概念l同步法技術與位同步技術的聯(lián)系l光纖信道的組成及其傳輸特性返回本章首頁5.1電力系統(tǒng)分層調度控制及通信發(fā)展趨勢5.1.1電力系統(tǒng)分層調度控制方式5.1.2通信發(fā)展趨勢返回本章首頁5.1.1電力系統(tǒng)分層調度控制方式圖5.1電力系統(tǒng)分層調度控制示意圖返回本節(jié)5.1.2通信發(fā)展趨勢1．光纖通信2．衛(wèi)星通信3．移動通信4．微波中繼通信返回本節(jié)5.2通信原理概述5.2.1調制解調技術5.2.2同步技術返回本章首頁5.2.1調制解調技術圖5.2頻帶傳輸系統(tǒng)方框圖與基帶傳輸方式相比較，頻帶傳輸方式的主要優(yōu)點有：（1）基帶信

3、號一般都包含低頻、甚至有直流分量，很難通過有限尺寸的天線得到有效輻射，從而利用無線信道來直接傳輸。（2）頻帶傳輸方式可以把多路具有重疊頻率成份的基帶信號，搬移到互不重疊的頻段上傳輸，從而避免多路傳輸中的相互干擾。（3）可提高傳輸數(shù)字信號的可靠性，也就是說頻帶傳輸抗噪聲的能力比基帶傳輸要高些。圖5.3三種頻帶信號的波形返回本節(jié)5.2.2同步技術同步系統(tǒng)在數(shù)字通信中是一個很重要的部分，其中包括：載波同步位（碼元）同步幀同步及網(wǎng)同步。返回本節(jié)5.3數(shù)字幅度調制與解調5.3.12ASK信號的產(chǎn)生方法5.3.22ASK信號的解調返回本章首頁5.

4、3.12ASK信號的產(chǎn)生方法通常，二進制振幅鍵控信號的產(chǎn)生方法（調制方法）有兩種，如圖5.4所示。圖5.4（a）就是一般的模擬調制方法，圖5.4（b）就是一種鍵控方法，這里的門電路的開關受s(t)的控制。圖（c）就是上述方法產(chǎn)生的2ASK信號波形。圖5.4（b）就是一種鍵控方法，這里的門電路的開關受s(t)的控制。圖（c）就是上述方法產(chǎn)生的2ASK信號波形。圖5.42ASK信號的產(chǎn)生和波形圖5.5平衡調制器返回本節(jié)5.3.22ASK信號的解調（1）包絡檢波法。由圖5.6可知，包絡檢波器是由半波或全波整流后，又經(jīng)低通濾波器組成的。以完成

5、取出接收信號包絡的任務。圖5.7給出了一種簡單實用的包絡檢波器電路。圖5.62ASK信號接收系統(tǒng)框圖圖5.7簡單的包絡檢波器（2）同步檢波法。同步檢波法如圖5.6（b）所示。同步檢波器由一個乘法器和低通濾波器組成。接收到ASK信號和一個本地產(chǎn)生的正弦波（相干載波）在乘法器中相乘并通過一個低通濾波器輸出。返回本節(jié)5.4數(shù)字頻率調制與解調數(shù)字頻率調制又稱頻移鍵控（FSK），它的基本原理是利用載波振蕩的頻率變化來傳遞數(shù)字信息。這里所說的頻率變化不是連續(xù)的，而是離散的。數(shù)字頻率調制是在數(shù)字通信中使用比較早的一種調制式。實現(xiàn)數(shù)字頻率調制的方法一

6、般有二種：一種稱為直接調頻法，另一種稱為頻率轉換法。數(shù)字調頻信號的非相干解調方法最常用的是普通鑒頻法、零交點法、差分檢波法和動態(tài)濾波器法，下面討論這些方法的基本原理。返回本章首頁1．普通鑒頻法普通鑒頻法的實質就是將調頻信號的頻率變化轉變成幅度變化，然后像調幅信號一樣通過幅度檢波而得到基帶信號，所以鑒頻器實際上就是頻-幅變換器。圖5.8所示為鑒頻法解調的方框圖。圖5.8鑒頻法解調框圖2．零交點法數(shù)字調頻信號的波形因頻率受調而隨基帶信號有疏密的變化。那么，利用波形在單位時間內與零電平的交叉點數(shù)是可以把振蕩頻率的變化規(guī)律，即基帶信號檢測出來

7、的。這就是FSK信號零交點法的原理。解調框圖5.9（a），波形見圖5.9（b）所示。圖5.9零交點法解調框圖和波形3．差分檢波法調頻信號的另一種解調法稱為差分檢波法，或稱延遲檢波法。其實現(xiàn)框圖如圖5.10所示。圖5.10差分檢波法返回本節(jié)5.5數(shù)字相位調制與解調用所要傳遞的數(shù)字基帶信號來控制載波的相位變化，這種調制方式稱為數(shù)字調相或相移鍵控（PSK）。從一般概念上講，相位調制和頻率調制均屬于非線性調制，因為已調信號是基帶信號經(jīng)過非線性變換而得。但在數(shù)字調相的情況下，數(shù)字基帶信號的碼元取值只為有限數(shù)種，因而在其已調波中表征信息的相位變化

8、也只有有限種離散取值，這樣，作為一般調相方式（連續(xù)調相）的特殊情況，數(shù)字調相與一般的調相差異很大。特別對于二進制數(shù)字相位調制（2PSK），用同一載波的二種不同相位（0相π相）來傳輸數(shù)字“1”和“0”。故二個載波相位差π弧