信号调制的概念和作用

我们前面讲到了计算机中的二进制数据，转换为信号后，是数字信号。数字信号在传输信道上进行传输，这叫基带传输。

基带传输的频率比较低，而且不适合远距离传输。那么，为了克服这个缺陷，就要使用信号调制技术，把频率较低的信号频谱调制到较高的频率上传输。经过这样调制之后，基带传输就变成了频带传输。

其实把数字信号调制成模拟信号传输，无非就是改变信号波形的三个基本参数：幅度、频率和相位。

对应三个基本参数，有三种基本的调制方法：ASK、FSK和PSK，分别是：幅移键控、频移键控、相移键控。

除了这三种基本的，我们还要了解一下，数字调制方法的一个混合的调制方法：QAM。也就是正交幅度调制。

1、ASK

ASK这种方式，主要是载波的幅度根据数字数据的变化而取不同的值，比如当数据位是0时，载波的幅度为0；数据位是1时，幅度是1。看似实现起来是挺简单，但是这样调制后的信号，抗干扰能力比较差劲。

2、FSK

FSK是载波的频率根据数字数据的变化而取不同的值，比如数据位1，频率是f1；数据位0，频率是f2。这种调制技术，抗干扰能力就比较强了，但是它占用的带宽比较大。

3、PSK

PSK调制的是载波的相位，这种调制方法，情况就比较多了，反映在波形图上，数据位1是向上升的趋势，数据位0是往下降的趋势。这种方法，技术实现起来，比前两种要复杂。

4、QAM

正交幅度调制的意思是，把幅度相同，但是相位相差90度的两个信号复合成一个信号，结合了ASK和PSK的技术。

下面我们来看一下示意图：

 

PCM

PCM的意思是脉冲编码调制。在什么时候会用到呢？

上面我们学习了信号的调制，把数字数据调制成了模拟信号。那么，把模拟信号再解调回数字信号的时候，就用到了PCM。

模拟信号解调回数字信号，主要有这么三个步骤，分别是取样、量化、编码。

第一步是取样，就是每隔一定的时间，取模拟信号的当前值作为样本。取样的频率是有规定的，取样的频率要大于模拟信号最高频率的两倍。比如用f来表示取样的频率，T表示取样周期，fmax表示模拟信号最高频率，就会有如下的关系式：f=1/T>2fmax。

取样完成后，得到的样本都是连续值，而要将这些连续值转换为离散值，还要有很重要的一步，就是量化。

最后将量化完之后的离散值，进行编码，就还原回了数字信号。但是，还原回的数字信号可能与原本的数字信号有一些细微的差别，这是因为，在传输过程中，信号收到噪声的影响，波形会发生一些变化，还原也就不那么太准确了。