專利名稱：一種幅度調制解調方法與實現的制作方法
技術領域：
(正文內容)本發明涉及信號調制解調技術，屬于信號調制解調技術的創新。本發明提供了一 種針對信號周期變化的周期波信號進行幅度調制解調的新方法，可以直接實現數字調制， 并可以實現高速數據傳輸速率。
背景技術：
(正文內容)在信號傳輸領域，主要有三種基礎調制技術，分別是針對載波信號的幅度調制，簡 稱調幅AM ；頻率調制，簡稱調頻FM ；相位調制，簡稱調相PM。其余各種調制方式基本都由此 三種調制方式組合或變化實現。調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 是把數據信號寄生在載波的某個參數上幅度、頻率和相位，即用數據信號來進行幅度調 制、頻率調制和相位調制。三種基本調制技術簡單介紹如下1、調幅 AM使載波振幅按照調制信號改變的調制方式叫調幅。經過調幅的電波叫調幅波。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。調幅波的振幅大小，由調 制信號的強度決定。調幅波用英文字母AM表示。2、調頻 FM使載波頻率按照調制信號改變的調制方式叫調頻。已調波頻率變化的大小由調制 信號的大小決定，變化的周期由調制信號的頻率決定。已調波的振幅保持不變。調頻波的 波形，就像是個被壓縮得不均勻的彈簧，調頻波用英文字母FM表示。3、調相 PM載波的相位對其參考相位的偏離值隨調制信號的瞬時值成比例變化的調制方式， 稱為相位調制，或稱調相。調相和調頻有密切的關系。調相時，同時有調頻伴隨發生；調頻時，也同時有調相 伴隨發生，不過兩者的變化規律不同。實際使用時很少采用調相制，它主要是用來作為得到 調頻的一種方法。數字信號只有幾個離散值，這就類似用數字信號去控制開關選擇具有不同參量的 振蕩一樣，為此把數字信號的調制方式稱為鍵控。數字調制也分為調幅、調相和調頻三類。
發明內容
(正文內容)本發明針對具有周期變化的信號進行調制，實現通信的目的。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，在通信系統中，這通常稱為載波。本發明通過對周期波的一個或多個波長周期產生二進制的幅度變化來實現信息的調制，因此是一種周期波離散的或數字的調制。而調制和變化可以是模擬的，也可以是離 散數字的。首先看一下沒有調制的周期波信號，如圖1所示是一個方波信號，一般數字通信 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制作為一個調制周期，則ft = fc/M，M 為整數，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制，對于通信實現的 實際意義是傳輸速率等于載波速率。周期波每一個調制周期的信號幅度按照二進制的方式進行數字調制變化，約定采 用幅度大，高電平時表示數字1，幅度小，低電平時表示數字0;由于二進制只有兩種狀態， 則調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制 示意圖，其他形式的周期波信號實現方式類似。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 調制比例需要注意，不宜過大。但因為本發明是對周期波信號的一個調制周期進行比例放 大或縮小，并不像傳統調幅AM技術那樣，通過一個邊帶信號進行疊加產生調制，因此不會 存在過調制現象，不會產生對周期波信號的極性改變，只是改變幅度，因此調制電路實現更 為簡單可靠。周期波幅度調制實現的電路原理圖如圖4所示。周期波幅度解調實現的電路原理圖如圖5所示。總結，本發明通過對周期波信號的一個或多個周期進行二進制調制，實現了對周 期波信號的直接數字調制。本發明所實現的信號調制解調技術，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制效率，信息由載波直接攜帶，沒有傳統技術的邊帶 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 小；7、在同一頻率點上通信，可以采用時分技術實現多用戶接入；8、也可以支持調頻擴頻等通信方式；
(正文內容)圖1方波信號圖2正弦波信號圖3方波信號調制示意4周期波幅度調制實現的電路原理5周期波幅度解調實現的電路原理圖
具體實施例方式(正文內容)周期波幅度調制實現的方式之一如圖4所示，首先周期波信號與數據應該是同頻 信號，或者周期波信號頻率fc是數據信號頻率ft的整數倍M，也就是周期波fc = MX ft。周期波信號首先經過相位調整，以達到和數據信號的周期相位都一致，只有相位 一致，才能實現準確的調制，這與傳統調制方式有很大區別。周期波和數據信號同時送入比例放大器，由數據信號的電平控制放大的比例，當 數據信號電平為1時，周期波在M個波長周期內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；當數據信號電平為0時，周期波在M個波長周期內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被數據信號調制，所以比 例放大是本發明幅度調制實現方式的關鍵環節。經過比例放大之后，調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的目的，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。周期波幅度解調實現的方式之一如圖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節。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，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，根據調制的模式，對應的每M個周期波周期進行一次歸零，以恢復數 據信號。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 經過電平比較整形電路，形成最終的TTL電平的數據信號。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;根據輸出信號的邏輯， 轉換為TTL信號的高低電平即可。經過整形轉換之后的輸出信號就是原始數據信號的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生二進制的幅度變化來實現信號的調制；。
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制周期；。
4.每個調制周期通過對周期波信號的幅度產生二進制變化實現調制；。
5.解調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
本發明涉及一種幅度調制解調方法與實現。本發明通過對周期波信號的一個或多個周期進行二進制調制，實現了對周期波信號的直接數字調制。本發明所實現的信號調制解調技術，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。本發明總結如下1、對周期型信號的一個或多個波長周期產生二進制的幅度變化來實現信號的調制；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制周期；4、每個調制周期通過對周期波信號的幅度產生二進制變化實現調制；5、解調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 優先權日2009年3月4日
發明者孫文明, 李曉輝, 趙軍鎖 申請人:北京智網科技有限公司