Kedvenc hozzáadása set Homepage
Pozíció:Kezdőlap >> Hírek >> projektek

termékek kategória

termékek Címkék

Fmuser Sites

Az I / Q jelek és a kvadratúra moduláció megértése

Date:2020/5/22 14:43:09 Hits:


Rádiófrekvencia-demoduláció
Tudjon meg többet az „I / Q” jelekről, azok felhasználásának módjáról és miért előnyösek az RF rendszerekben.

Ez a fejezet nem lenne teljes a kvadratúra demodulációról szóló oldal nélkül. Mielőtt azonban felfedezzük a kvadratúra demodulációt, legalább röviden meg kell beszélnünk a kvadratúra modulációt. És mielőtt megvitatnánk a kvadraturális modulációt, meg kell értenünk az I / Q jeleket.

Fázisban és kvadratúrában
Az „I / Q” kifejezés az „in-phase” és „kvadrature” rövidítése. Sajnos már van egy terminológiai probléma. Mindenekelőtt az „in-phase” és a „quadrature” önmagában nincs jelentése; A fázis relatív, és valami csak „fázisban” vagy „nem szakaszban” lehet egy másik jelre vagy egy meghatározott referenciapontra való hivatkozással.


Ezenkívül most a „kvadratúra” szót alkalmazzuk mind a jelre, mind a jelhez kapcsolódó modulációs / demodulációs technikákra.

Mindenesetre az „in-phase” és a „quadrature” két olyan szinuszra vonatkozik, amelyek azonos frekvenciájúak és 90 ° -kal elmaradnak a fázistól. Megállapodás szerint az I jel koszinusz hullámforma, a Q jel szinusz hullámforma. Mint tudod, a szinuszhullám (további fázis nélkül) 90 ° -kal eltolódik a koszinuszhullámhoz képest. Ennek másik kifejezési módja az, hogy a szinusz- és koszinuszhullámok kvadratúrában vannak.

Az első dolog, amit meg kell érteni az I / Q jelekkel kapcsolatban, hogy mindig amplitúdómoduláltak, nem frekvencia- vagy fázismoduláltak. Az I / Q amplitúdó moduláció azonban különbözik a 4. fejezetben tárgyalt AM technikától: egy I / Q modulátorban az I / Q szinuszokat moduláló jelek nem tolódnak el úgy, hogy mindig pozitívak legyenek.


Más szavakkal, az I / Q moduláció magában foglalja az I / Q hullámformák szaporítását olyan jelek modulálásával, amelyek negatív feszültségértékkel bírnak, és következésképpen az „amplitúdó” moduláció 180 ° fázistolódást eredményezhet. Később ezen az oldalon részletesebben megvizsgáljuk ezt a kérdést.

Mi olyan előnyös két szinuszos amplitúdó-modulációval, amelyek 90 ° -on vannak fázisban? Miért olyan széles körben elterjedtek az I / Q moduláció és a demoduláció? Olvass tovább.

Összegezve az I. és a Q
Az én és a Q jelek önmagukban nem túl érdekes. Az érdekes dolog akkor történik, amikor I és Q hullámformákat adunk hozzá. Kiderült, hogy a moduláció bármilyen formája végrehajtható egyszerűen az I és Q jelek amplitúdójának - csak az amplitúdójának - megváltoztatásával, majd összeadásával.

Ha egyenlő amplitúdójú I és Q jeleket vesz fel, és hozzáadja azokat, az eredmény egy szinuszos, amelynek fázisa pontosan az I jel fázisa és a Q jel fázisa között van.



Más szavakkal, ha úgy tekintjük, hogy az I hullámforma 0 ° fázisú, a Q hullámforma 90 ° fázissal rendelkezik, akkor az összegzési jelnek 45 ° fázisa van. Ha ezeket az I és Q jeleket amplitúdó-modulált hullámforma létrehozására akarja használni, akkor egyszerűen csak az amplitúdó modulálja az egyes I és Q jeleket.



Nyilvánvaló, hogy egy jel növekszik vagy csökken az amplitúdóban, ha azt hozza létre, ha összekapcsol két jelet, amelyek növelik vagy csökkentik mindkét amplitúdót.


Biztosítania kell ugyanakkor, hogy az I jelre alkalmazott amplitúdómoduláció megegyezik a Q jelre alkalmazott amplitúdómodulációval, mert ha nem azonosak, akkor fáziseltolódásod lesz. És ez vezet az I / Q jelzés következő tulajdonságához.

Az amplitúdótól a fázisig
A fázismoduláció, a fáziseltolásos kulcsok formájában, fontos technika a modern RF rendszerekben, és a fázismoduláció kényelmesen megvalósítható az I / Q jelek amplitúdójának megváltoztatásával. Vegye figyelembe a következő parcellákat:





Mint láthatja, az egyik hullámforma amplitúdójának a másikhoz viszonyított növekedése okozza az összegző jel elmozdulását a nagyobb amplitúdójú hullámforma felé. Ennek intuitív értelme van: ha például kiküszöböli a Q hullámformát, az összegzés egészen az I hullámforma fázisára tolódik el, mert (nyilvánvalóan) az I hullámforma nullára történő hozzáadása azonos összegzési jelet eredményez. az I hullámforma felé.

A fenti megbeszélésből úgy tűnik, hogy az I / Q jelzés csak egy jel 90 ° -ra (azaz 45 ° -ra mindkét irányba) eltolására használható: ha a Q amplitúdót nullára csökkentjük, akkor az összegzés egészen az I fázis; ha az I amplitúdót nullára csökkentjük, akkor az összegzés egészen a Q fázisig megy.



Hogyan tudnánk I / Q jeleket létrehozni (például) négyzetes fáziseltolásos kulcsok (QPSK) létrehozására, amelyek 270 ° -ot lefedő fázisértékeket használnak? Ezt a következő szakaszban tárgyaljuk.

Kvadratúra moduláció
A „kvadratúra moduláció” kifejezés olyan modulációra utal, amely két kvadraturális jel összegzésén alapul. Más szavakkal, I / Q-jel-alapú moduláció. A QPSK-t használjuk példának a kvadratúra moduláció működésére, és a folyamat során meglátjuk, hogy az I / Q jelek amplitúdójú modulációja 90 ° -on túli fáziseltolódásokat eredményezhet.



Ez egy alapvető blokkdiagram egy QPSK modulátor számára. Először a digitális adatfolyamot úgy dolgozzuk fel, hogy két egymást követő bit két párhuzamos bitvé váljon. Mindkét bitet egyidejűleg továbbítják; más szóval, amint az ezen az oldalon említésre került, a QPSK lehetővé teszi, hogy egy szimbólum két bitet továbbítson.



A helyi oszcillátor generálja a vivőszinuszos szintet. Maga a lokális oszcillátor jel válik I hordozóvá, és egy 90 ° fáziseltolódást alkalmaznak a Q vivő létrehozására. Az I és Q vivőket megszorozzuk az I és Q adatfolyamokkal, és az ezekből a szorzásokból származó két jelet összekapcsoljuk, hogy előállítsuk a QPSK-modulált hullámformát.

Az I és Q adatfolyamok amplitúdómodulálják az I és Q vivőket, és a fentebb kifejtettek szerint ezek az egyedi amplitúdómodulációk felhasználhatók fázismoduláció előállítására a végső jelben. Ha az I és Q adatfolyamok tipikus digitális jelek, amelyek a talajtól valamilyen pozitív feszültségig terjednek, akkor az I és Q vivőkre on-off billentyűket alkalmaznánk, és fáziseltolódásunkat mindkét irányban 45 ° -ra korlátoznánk.


Ha azonban az I és Q adatfolyamok bipoláris jelek, vagyis ha negatív feszültség és pozitív feszültség között mozognak, akkor „amplitúdómodulációnk” valójában a vivő invertálására szolgál, amikor a bemeneti adatok logikai alacsonyak (mert a negatív bemeneti feszültség szorozva a vivővel inverziót eredményez). Ez azt jelenti, hogy négy I / Q állapotunk lesz:

* Én normális és Q normális


* Normál és Q fordított


* Megfordítottam és Q normál volt


* Fordítottam és Q-t fordítottam


Mit eredményez az összegzés ezekben az esetekben? (Vegye figyelembe, hogy a következő ábrákban a hullámformák frekvenciáját úgy választjuk meg, hogy az x tengelyen a másodpercek száma megegyezzen a fáziseltolódással fokban.)

I Normal és Q Normal



I Normál és Q fordított




I Fordított és Q Normal




I fordított és Q fordított




Mint láthatja, az összegzés ebben a négy esetben pontosan azt eredményezi, amit QPSK jelnél szeretnénk elérni: 45 °, 135 °, 225 ° és 315 ° fázistolódások.


összefoglalás

* Az I / Q jelzés két olyan szinuszoid használatára utal, amelyek azonos frekvenciájú és 90 ° -kal szembeni relatív fázistolódással rendelkeznek.


* Az amplitúdó, fázis és frekvencia moduláció végrehajtható az amplitúdó-modulált I / Q jelek összegzésével.


* A kvadratúra moduláció olyan modulációra utal, amely I / Q jeleket tartalmaz.


* A kvadraturális fáziseltolásos kulccsal úgy érhetjük el, hogy hozzáadunk I és Q vivőket, amelyeket a bejövő digitális adatoknak megfelelően külön-külön megsokszoroztak +1 vagy –1-gyel.






Hagyjon üzenetet

név *
Email *
Telefon
Cím
Kód Lásd az ellenőrző kódot? Kattintson frissíteni!
Üzenet

Üzenetlista

Hozzászólások Loading ...
Kezdőlap| Rólunk| Termékek| Hírek| Letöltések | Támogatás| Visszacsatolás| Kapcsolat| szolgáltatás
FMUSER FM / TV Broadcast egyablakos szállító
Kapcsolat