调制
调制是一种处理过程,它获取一个简单信号(例如正弦波),并在其中编码另一个信号,以传输信息。它使模拟数据和数字数据能够通过无线电波、电话线和同轴电缆线路传输。对信号进行调制和解调,以便通过互联网传输数据的设备称为调制解调器。
首先,一个称为调制器的电路接收传入的信号,这个信号称为调制信号,其中包含要传输的一些数据。调制信号可以是模拟数据,例如来自麦克风的音频信号,也可以是称为比特流的数字信号。调制器通过改变载波信号或载波的振幅、频率或相位,将调制信号与一个更高频率的信号合并。该载波通过无线电波或传输线等传输介质传播。另一端的解调器接收信号,并执行相反的处理,将调制信号与载波信号分离。
模拟调制
模拟调制最常见的用途是远距离传输无线电信号。过去,它也是传输电视和语音通信等其他信号的主要方法,但这些信号现在改用数字调制。
模拟信号有三种主要的调制方法:
- 调幅(AM)通过增强或减弱载波的振幅来调制信号,使其承载调制信号,同时保持载波的频率不变。
- 调频(FM)通过保持振幅不变、根据调制信号改变载波的频率来调制信号。FM比AM更不容易受到干扰。
- 调相(PM)根据调制信号的振幅改变载波的相位来调制信号。载波的振幅和频率都保持不变。
数字调制
数字调制可以通过模拟信号传输数字比特流,例如通过电话线或有线电视线路(使用调制解调器),或者通过数字无线电信号(Wi-Fi、Bluetooth或蜂窝网络)传输。
数字调制不是对载波进行调制来承载另一个信号,而是对载波进行调制来传输比特流。最基本的数字调制形式一次发送一个比特,方法是在两种状态之间切换信号:开(1)和关(0)。调制信号每秒可以改变的次数称为波特率。
更先进的方法使用调制字母表,以更高效地传输数据。调制字母表可以将多个比特编码为单个音调。例如,一种方法可以使用四种不同的音调对2比特的组进行编码——一种音调表示00,另一种表示01,第三种表示10,第四种表示11。一次编码4比特的方法则会使用16种不同的音调。
数字调制有许多类型,但最常见的类型如下:
- 相移键控(PSK)通过在有限的一组相位之间改变载波的相位来调制信号。
- 频移键控(FSK)通过在有限的一组频率之间改变载波的频率来调制信号。音频频移键控(AFSK)是一种早期计算机调制解调器使用的数字调制方法。
- 幅移键控(ASK)通过在有限的一组振幅之间改变载波的振幅来调制信号。ASK调制通过改变光缆中传输的光的振幅,在光纤线路上传输数字数据。
- 正交振幅调制(QAM)通过改变两个彼此异相的独立载波的振幅来调制信号。QAM是Wi-Fi通信规范的一部分。
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