数字通信 - 相移键控
相移键控 (PSK) 是一种数字调制技术,其中载波信号的相位通过在特定时间改变正弦和余弦输入来改变。PSK 技术广泛用于无线局域网、生物识别、非接触式操作以及 RFID 和蓝牙通信。
PSK 根据信号发生相移的相位分为两种类型:
二进制相移键控 (BPSK)
这也被称为 2 相 PSK 或相位反转键控。在这种技术中,正弦波载波进行两次相位反转,例如 0° 和 180°。
对于消息为数字信息,BPSK 本质上是一种双边带抑制载波 (DSBSC) 调制方案。
正交相移键控 (QPSK)
这是一种相移键控技术,其中正弦波载波进行四次相位反转,例如 0°、90°、180° 和 270°。
如果进一步扩展此类技术,则 PSK 也可以通过 8 个或 16 个值来完成,具体取决于需求。
BPSK 调制器
二进制相移键控的框图包括平衡调制器,该调制器以载波正弦波作为一种输入,以二进制序列作为另一种输入。以下是示意图。
BPSK 的调制是使用平衡调制器完成的,该调制器将输入的两个信号相乘。对于零二进制输入,相位将为0°,对于高输入,相位反转为180°。
以下是 BPSK 调制输出波形及其给定输入的示意图。
调制器的输出正弦波将是直接输入载波或反相(180° 相移)输入载波,它是数据信号的函数。
BPSK 解调器
BPSK 解调器的框图包括一个带有本地振荡器电路的混频器、一个带通滤波器、一个双输入检测器电路。该图如下所示。
通过在混频器电路和带通滤波器的帮助下恢复带限消息信号,解调的第一阶段完成。获得带限基带信号,并使用该信号来再生二进制消息比特流。
在解调的下一阶段,检测器电路需要比特时钟速率来产生原始的二进制消息信号。如果比特率是载波频率的子倍数,则比特时钟再生将得到简化。为了使电路易于理解,还可以在检测的第二阶段插入一个决策电路。
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