調(diào)制技術(shù)

調(diào)制在生物化學(xué)與分子生物學(xué)中有以下幾個意義：(1)細(xì)胞分化和功能狀態(tài)的可逆改變。(2)生物活性物質(zhì)對細(xì)胞的調(diào)節(jié)作用。(3)細(xì)胞(主要是免疫活性細(xì)胞)受生物活性物質(zhì)(如細(xì)胞因子)作用而發(fā)生的功能性變化。(4)特異基因的轉(zhuǎn)錄頻率的調(diào)節(jié)。(5)由密碼子造成信使核糖核酸(mRNA)翻譯速率減低的調(diào)節(jié)。(6) 效應(yīng)物對調(diào)節(jié)酶的控制。 在通信科技 中是指有意或無意地使表征一振蕩或波的量隨著一信號或另一振蕩或波的變化而變化的過程。

調(diào)制(modulation)就是對信號源的信息進(jìn)行處理加到載波上，使其變?yōu)檫m合于信道傳輸?shù)男问降倪^程，就是使載波隨信號而改變的技術(shù)。一般來說，信號源的信息(也稱為信源)含有直流分量和頻率較低的頻率分量，稱為基帶信號?；鶐盘柾荒茏鳛閭鬏斝盘?，因此必須把基帶信號轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€相對基帶頻率而言頻率非常高的信號以適合于信道傳輸。這個信號叫做已調(diào)信號，而基帶信號叫做調(diào)制信號。調(diào)制是通過改變高頻載波即消息的載體信號的幅度、相位或者頻率，使其隨著基帶信號幅度的變化而變化來實現(xiàn)的。而解調(diào)則是將基帶信號從載波中提取出來以便預(yù)定的接收者(也稱為信宿)處理和理解的過程。

調(diào)制的種類很多，分類方法也不一致。按調(diào)制信號的形式可分為模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制。用模擬信號調(diào)制稱為模擬調(diào)制;用數(shù)據(jù)或數(shù)字信號調(diào)制稱為數(shù)字調(diào)制。按被調(diào)信號的種類可分為脈沖調(diào)制、正弦波調(diào)制和強度調(diào)制(如對非相干光調(diào)制)等。調(diào)制的載波分別是脈沖，正弦波和光波等。正弦波調(diào)制有幅度調(diào)制、頻率調(diào)制和相位調(diào)制三種基本方式，后兩者合稱為角度調(diào)制。此外還有一些變異的調(diào)制，如單邊帶調(diào)幅、殘留邊帶調(diào)幅等。脈沖調(diào)制也可以按類似的方法分類。此外還有復(fù)合調(diào)制和多重調(diào)制等。不同的調(diào)制方式有不同的特點和性能。

正弦波幅度調(diào)制正弦載波幅度隨調(diào)制信號而變化的調(diào)制，簡稱調(diào)幅(AM)。數(shù)字幅度調(diào)制也叫作幅度鍵控(ASK)。調(diào)幅的技術(shù)和設(shè)備比較簡單，頻譜較窄，但抗干擾性能差，廣泛應(yīng)用于長中短波廣播、小型無線電話、電報等電子設(shè)備中。早期的無線電報機(jī)采用火花式放電器產(chǎn)生高頻振蕩。傳號時火花式發(fā)報機(jī)發(fā)射高頻振蕩波，空號時發(fā)報機(jī)沒有輸出。這種電報信號的載波不是純正弦波，它含有很多諧波分量，會對其他信號產(chǎn)生嚴(yán)重干擾。理想的模擬正弦波調(diào)幅是：載波幅度與調(diào)制信號瞬時值ua(t)成線性關(guān)系，但載頻fC=ωC/2π和相位ψ保持不變。單頻調(diào)制時，調(diào)幅信號uA(t)可用下式表示：uA(t)=UC(1+macosΩt)cos(ωCt+ψ)　(1)式中UC是載波幅度;Ω=2πF，是調(diào)制信號的角頻率，其中F是調(diào)制信號頻率;ma是一個和調(diào)制信號幅度Ua成比例的常數(shù)，叫作調(diào)幅系數(shù)，數(shù)值應(yīng)在0～1之間。圖1a、圖b、圖c分別是單頻調(diào)制信號ua(t)、載波信號uc(t)和調(diào)幅波 uA(t)的波形。調(diào)幅波的瞬時幅度變化曲線叫作包絡(luò)線。調(diào)幅系數(shù)ma不能大于1，否則包絡(luò)線和調(diào)制信號不能保持線性關(guān)系，會產(chǎn)生失真。這種情況叫做過調(diào)幅。

式(1)的調(diào)幅波不是單一的簡諧波，它包含fC、fC+F和fC-F三個頻率分量。后兩個頻率分量位于載頻fC的兩邊，分別叫作上邊頻和下邊頻(圖2c)。這種已調(diào)制信號有時叫作標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅波。如果調(diào)制信號占有一個頻帶，最高頻率為Fmax，則標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅波的頻譜寬度BWA=2Fmax，位于載頻fC兩邊的頻帶分別稱為上邊帶和下邊帶。調(diào)幅波的載頻分量與調(diào)制信號無關(guān)，但邊帶分量隨調(diào)制信號變化。這意味著所欲傳送的消息都包含在邊帶之中，只用一個邊帶信號就能夠傳送全部消息。把載波去掉的調(diào)幅信號，叫做抑制載波調(diào)幅;把載波和某一個邊帶一起抑制掉，只剩下一個邊帶的調(diào)幅信號，叫做單邊帶調(diào)幅(SSB)。單邊帶調(diào)幅節(jié)省功率，抗干擾性能較好，而且節(jié)省頻帶，但設(shè)備比較復(fù)雜(見單邊帶調(diào)制)。

受調(diào)波為脈沖序列的調(diào)制。脈沖調(diào)制可分為脈沖調(diào)幅(PAM)、脈沖調(diào)相(PPM)、脈沖調(diào)寬(PWM)等方式。圖7是一些脈沖調(diào)制信號的波形。通常把模擬-數(shù)字信號轉(zhuǎn)換也看做是脈沖調(diào)制，這種調(diào)制有脈碼調(diào)制(PCM)、差值脈碼調(diào)制(DPCM)、增量調(diào)制(墹M)等。脈沖調(diào)幅實質(zhì)上就是信號采樣。常用于模-數(shù)轉(zhuǎn)換電路、信號轉(zhuǎn)換電路和各種電子儀器(如采樣示波器等)。脈沖調(diào)制信號的頻譜較寬，但除了脈沖調(diào)幅之外，都具有較好的抗干擾性能，特別是脈碼調(diào)制的性能最好，是一種理想的調(diào)制方法。數(shù)字電話、遙測、遙控以及迅速發(fā)展的綜合通信網(wǎng)，大多采用這種調(diào)制。

調(diào)制在電子學(xué)中是非常重要的。引人注目的發(fā)展動向是：①由于數(shù)字業(yè)務(wù)的不斷增加，數(shù)字通信系統(tǒng)的容量需要不斷擴(kuò)充，這就必須發(fā)展超高速率的數(shù)字調(diào)制技術(shù);②為了充分利用無線電頻譜資源，要求進(jìn)一步研究頻譜效率高的和誤碼率低的調(diào)制方式;③在相干光通信和光盤存儲設(shè)備方面，光相位調(diào)制、頻率調(diào)制和偏振調(diào)制等的研究也是重要的研究課題。