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[资料] 矢量信号发生器即数字调制信号源的深度解析
2020-6-25 13:20:39  207 正弦波 信号源
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21 各种调制方式波形对比

用矢量来描述一个正弦波是非常方便的。在极坐标中,矢量表示正弦波的峰值电压幅度对于相位改变量的关系。相位旋转360度表示一个完整的频率周期。请注意,相向符号提供了一种表示正弦波相位随时间变化的便捷方法。图中示波器表示了一种信号幅度随时间变化的过程。向量不能直接提供任何频率信息。事实上,我们向量相对于载波信号的参考相位。这样作意味着,矢量仅在频率不同时会发生旋转。

22 极坐标中,用矢量来描述一个正弦波

下图各种调制信号在I/Q平面表示的例子。理解了它们,你对所有I/Q调制原理也就理解了。在任何I/Q图中,如图信号沿径向改变幅度,意味着信号相位在变化(且仅仅是相位发生变化)。所以AM调制,I/Q图中仅是矢量径向变化。PM调制是矢量旋转。FM看起来象PM,因为偏离载波频率就是单位时间内相位的变化。记住,幅度和相位变化都是相对于未调制载波的。失量图(Vector diagram) 是描述矢量信号变化轨迹的一种直观方式。

23 极坐标中的信号改变

矢量的相位直接测量比较困难。实际的接收机和测量系统使用I/Q解调方式。它把信号相位的控制问题转换成2路正交分量电压的控制问题。

首先因为它简单,简单,简单,基带实现简单;第二,I/Q表示了对调制信号正交变量,一个信号相对于载波90度相移,如果仅用I通道检测,由于COS(90°)=0, 虽然输入信号存在,但I路输出为0V, 那I路无输出信号。所以,通过分别测量信号同相和正交分量,我们不用直接去测量信号的相对相位。

I/Q解调器可测量幅度和相位,那频率参量怎么办呢?频率是相位相对于时间的变化,I/Q解调器实际上直接测量所有类型的调制而不是仅对AM,PM,FM调制信号进行测量。

24 I-Q格式坐标

25 BPSK时域频域特征

26 QPSK时域和星座图映射

观察数字调制信号的令一种方法是采用眼图。可生成两张不同的眼图,一张是I通道数据,另一张是Q通道数据。

眼图以无限持续的方式反复显示I和Q幅度对时间。I和Q转换可单独显示,在确定符号的时刻形成“眼睛”。QPSK有4个不同I/Q状态,各在一个象限。I/Q各有两个电平,对每个I和Q形成一个眼睛。下面一张图是16QAM的例子,4电平围成3只眼。重要的是理解眼图的概念。好的信号具有“张大”的眼睛,交点对应星座图上符号点位置,调制质量越高,交点越集中。

27 I和Q眼图

28 QAM的矢量图和星座图

29 矢量调制特征对比

30 矢量信号发生器原理框图

31 矢量信号发生器中的基带信号发生器

32 基带信号发生器中的作用

IQ调制器:I和Q路信号由同一本振信号合成,但本振有90度相移,I/Q路互不干扰,最后得到一和路信号。

33 矢量信号发生器中的IQ调制器

矢量信号发生器主要应用:
•产生具体格式的矢量信号
•接收灵敏度测量
•接收机选通性测量
•器件失真测量

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