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類比與數位調變發表日期: 六月 29, 2015

目錄

調變基本概念數位調變IQ vs. IF 調變器相關之NI硬體

1. 調變基本概念

調變 是調變器 將較高頻率的載波訊 號的某些屬性依比例 轉變為較低頻率訊息 訊號的過程。如果載 (Modulation) (modulator)波用以下方程式來代 表：

圖1. 載波訊號方程式那麼訊息中的某一項 改變就會使得載波 的振幅、頻率或相位 三者之一產生相對應 的改變。隨後傳送器 可以用比單獨傳送訊(carrier)息訊號更有效率的方 式，藉由通訊媒體發 送這個載波訊號。最 後，接收器再將訊號 解調 ，恢復原本的訊息。 (demodulate)在調幅 （如下圖）中，載波 正弦波的振幅根據訊 息的振幅而改變。 (Amplitude Modulation, AM)

圖2. 調幅當二者的振幅隨著時 間而變動時，訊息訊 號（紅色）隨著載波 的起伏而變化。然而 載波的頻率遠高於訊 息的頻率。這個載波頻率是「通道」的中 心；或說是這個 訊號的頻率配置 。頻率配置會依據傳 送的媒介而改變。對RF (frequency allocation)廣播傳送而言，訊號 是透過空氣傳送，因 此由政府規範頻率配 置。如果 訊號是透過纜線傳輸 （例如有線電視），RF選擇載波時就有更大 的自由度。除了振幅 之外，頻率調變根據 訊息訊號的振幅來改 變載波正弦波的頻 率。同樣地，相位調 變是根據訊息的振幅 modulation變化而改變載波的相 位。2. 數位調變

數位調變與類比調變 類似，但是它不能連 續地改變載波的振 幅、頻率或相位，只 有離散的數值對應於 數位編碼。有幾種常用的數位調變法，每 一種都改變個別的參 數組合。最簡單的類 型稱為 ，載波的振幅對應於開關鍵控(On Off Keying, OOK)兩個數位狀態之一。 非零的振幅代表數位 的一，為零的振幅則 是數位的零。 的應用之一是摩斯電 碼 。圖 的OOK (Morse Code) 3

是頻率調變的形式之 一，由特定的頻率代 表每個二進位值。移頻鍵控調變 (Frequency Shift Keying, FSK)

圖3. 移頻鍵控調變(FSK)

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最後， 使用振幅和相位的組 合，去代表兩個以上 的數位狀態，最多可正交振幅調幅法 (Quadrature Amplitude Modulation) (QAM)達 。10243. IQ vs. IF調變器

從基頻訊息訊號中計 算出數位 資料之後，有兩種方 法將這個資料轉換為 類比 訊號。第一個方法是 將 資料轉換為類比訊I/Q RF I/Q號，然後將它們輸入 正交編碼器 。在這裡，它們控制 兩個示波器的振幅， 以相差 度的相位進行操作。 (quadrature encoder) 90將這些示波器的輸出 相加，產生一個具有 適當的振幅、相位及 頻率的 訊號。RF

圖 調變4. IQ下一個將數位 資料轉換為類比 的方法在數位領域中 執行示波器的放大和 總和。也就是說，具 備 度相位差的數位I/Q RF 90 正弦波由數位 值加以放大，然後相 加。這些數位正弦波 的頻率低於 調變算式中的類比示 波器，但是仍然比訊 息訊號高得多。數位I/Q IQ轉類比轉換器 （其操作頻率比 調變所使用的 頻率高得多）將產生 的數位波型轉換成低 頻類比 。最後，一個類比 轉(DAC) IQ DAC RF IF

升頻轉換器使用數個 階段的混合及濾波操 作，將類比 訊號轉換成要使用的 頻率。RF RF RF

　　　　　　　　　　　　　圖 調變5. IF

 產品資訊 和 使用圖 所示的 調變法:NI 5660 RF向量訊號分析器 NI 5671 RF向量訊號產生器 5 IF4. 相關之NI硬 體

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