Lisa eelistus Määra koduleht
Ametikoht:Avaleht >> Uudised >> Projektid

tooted Kategooria

tooted Sildid

Fmuser saidid

Kvadratuuridemodulatsiooni mõistmine

Date:2020/5/22 15:23:15 Hits:


Raadiosageduse demonstratsioon
Sellel lehel selgitatakse kvadratuurdemodulatsiooni ja antakse ülevaade I / Q-signaalide olemusest.

Kui olete eelmist lehte lugenud, siis teate, mis on I / Q signaalid ja kuidas toimub kvadratuurne (st I / Q signaalil põhinev) modulatsioon. Sellel lehel käsitleme kvadratuurdemodulatsiooni, mis on mitmekülgne tehnika teabe eraldamiseks amplituudi, sageduse ja faasimodulatsiooniga lainekujudest.

I ja Q teisendamine
Järgmine diagramm annab edasi kvadratuurdemodulaatori põhistruktuuri.



Te märkate hõlpsalt, et süsteem sarnaneb tagurpidi kvadratuurmodulaatoriga. RF-signaal korrutatakse kohaliku ostsillaatori signaaliga (I kanali jaoks) ja lokaalset ostsillaatorit nihutatakse 90 ° (Q-kanali jaoks). Tulemuseks (pärast madalpääsfiltrimist, mida selgitatakse varsti) on I ja Q lainekujud, mis on edasiseks töötlemiseks valmis.

Kvadratuurmodulatsioonis kasutame põhiriba I / Q signaale amplituudi-, sagedus- või faasimoduleeritud lainekuju loomiseks, mida võimendatakse ja edastatakse. Kvadratuurdemodulatsioonis teisendame olemasoleva modulatsiooni vastavateks I / Q põhiriba signaalideks.



Oluline on mõista, et vastuvõetud signaal võib pärineda mis tahes saatjalt - kvadratuurdemodulatsioon ei piirdu signaalidega, mis loodi algselt kvadratuurmodulatsiooni kaudu.

Madalpääsfiltrid on vajalikud, kuna vastuvõetud signaali suhtes rakendatud kvadratuurkorrutised ei erine korrutamisest, mida kasutatakse näiteks tavalises AM-demodulaatoris. Vastuvõetud spektrit nihutatakse kandesageduse (fC) võrra allapoole ja ülespoole; seega on madalpääsfiltrit vaja 2fC ümber koondatud spektriga seotud kõrgsagedusliku sisu mahasurumiseks.

Kui olete lugenud lehte amplituudidemodulatsiooni kohta, võis eelmine lõik teid mõista, et kvadratuurdemodulaator koosneb tegelikult kahest amplituudmodulaatorist. Muidugi ei saa sagedusmoduleeritud signaalile rakendada tavalist amplituudidemodulatsiooni; FM-signaali amplituudis pole kodeeritud teavet.


Kuid kvadratuur (amplituud) demodulatsioon suudab hõivata sagedusega kodeeritud teavet - see on lihtsalt I / Q signaalide (üsna huvitav) olemus. Kasutades kahte amplituuddemodulaatorit, mida juhivad kandesagedusega sinusoidid ja mille 90 ° faasierinevus on, genereerime kaks erinevat põhiriba signaali, mis koos suudavad edastada vastuvõetud signaali sageduse või faasi muutuste kaudu kodeeritud teavet.

Kvadratuuri amplituudi demonstratsioon
Nagu mainitud selle peatüki esimesel lehel, kuidas AM-lainekuju demoduleerida, hõlmab amplituudide demodulatsiooni üks lähenemisviis vastuvõetud signaali korrutamist kandesageduse referentssignaaliga ja seejärel selle korrutamise tulemuse madalpääsfiltrit.


See meetod pakub suuremat jõudlust kui AM-demodulatsioon, mis on üles ehitatud lekkiva piigidetektori ümber. Sellel lähenemisel on aga tõsine nõrkus: korrutamise tulemust mõjutab faasi suhe saatja kanduri ja vastuvõtja kandesageduse referentssignaali vahel.




Need graafikud näitavad demoduleeritud signaali saatja-vastuvõtja faasierinevuse kolme väärtuse jaoks. Faasierinevuse suurenedes demoduleeritud signaali amplituud väheneb. Demodulatsiooniprotseduur on muutunud 90 ° faasierinevusega mittefunktsionaalseks; see tähistab kõige halvemat stsenaariumi, st kui amplituudifunktsiooni erinevus (mõlemas suunas) 90 ° nurga alt eemaldub, hakkab amplituud uuesti suurenema.

Üks viis selle olukorra parandamiseks on täiendava vooluahela kaudu, mis sünkroniseerib vastuvõtja referentssignaali faasi vastuvõetud signaali faasiga. Kuid saatja ja vastuvõtja vahelise sünkroniseerimise ületamiseks võib kasutada kvadratuurdemodulatsiooni.


Nagu just mainiti, on halvimal juhul faasi erinevus ± 90 °. Seega, kui me teostame korrutamise kahe võrdlussignaaliga, mis on eraldatud faasi 90 ° võrra, kompenseerib ühe kordisti väljund teise kordisti väljundi väheneva amplituudi.


Selle stsenaariumi korral on halvimal juhul faaside erinevus 45 ° ja ülaltoodud joonisel näete, et 45 ° faasierinevus ei põhjusta demoduleeritud signaali amplituudi katastroofilist vähenemist.

Järgmised graafikud näitavad seda I / Q kompensatsiooni. Jäljed on demoduleeritud signaalid kvadratuurdemodulaatori I ja Q harudest.

Saatja faas = 0 °



Saatja faas = 45°
(the orange trace is behind the blue trace—i.e., the two signals are identical)



Saatja faas = 90°





Constant Amplitude
It would be convenient if we could combine the I and Q versions of the demodulated signal into one waveform that maintains a constant amplitude regardless of the phase relationship between transmitter and receiver.


Your first instinct might be to use addition, but unfortunately it’s not that simple. The following plot was generated by repeating a simulation in which everything is the same except the phase of the transmitter’s carrier. The phase value is assigned to a parameter that has seven distinct values: 0°, 30°, 60°, 90°, 120°, 150°, and 180°. The trace is the sum of the demodulated I waveform and the demodulated Q waveform.




As you can see, addition is certainly not the way to produce a signal that is not affected by variations in the transmitter-to-receiver phase relationship. This is not surprising if we remember the mathematical equivalence between I/Q signaling and complex numbers: the I and Q components of a signal are analogous to the real and imaginary parts of a complex number.


By performing quadrature demodulation, we obtain real and imaginary components that correspond to the magnitude and phase of the baseband signal. In other words, I/Q demodulation is essentially translation: we are translating from a magnitude-plus-phase system (used by a typical baseband waveform) to a Cartesian system in which the I component is plotted on the x-axis and the Q component is plotted on the y-axis.




To obtain the magnitude of a complex number, we can’t simply add the real and imaginary parts, and the same applies to I and Q signal components. Instead, we have to use the formula shown in the diagram, which is nothing more than the standard Pythagorean approach to finding the length of the hypotenuse of a right triangle.


If we apply this formula to the I and Q demodulated waveforms, we can obtain a final demodulated signal that is not affected by phase variations. The following plot confirms this: the simulation is the same as the previous one (i.e., seven different phase values), but you see only one signal, because all the traces are identical.




kokkuvõte
*Quadrature demodulation uses two reference signals separated by 90° of phase, along with two multipliers and two low-pass filters, to generate I and Q demodulated waveforms.


*Quadrature demodulation can be used to make an AM demodulator that is compatible with lack of phase synchronization between transmitter and receiver.
The I and Q waveforms resulting from quadrature demodulation are equivalent to the real and imaginary parts of a complex number.




Jäta sõnum

Nimi *
email *
Telefoninumber
Aadress
kood Vaata kontrollkood? Vajuta värskendada!
sõnum

Sõnumite nimekiri

Kommentaarid Laadimine ...
Avaleht| Meist| Tooted| Uudised| Lae| Toetus| tagasiside| Võta meiega ühendust| Teenus
FMUSER FM / TV Broadcast One-Stop tarnija
Võta meiega ühendust