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(gè)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(duì)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(duì)調(diào)節(jié)酶的控制。 在通信科技 中是指有意或無(wú)意地使表征一振蕩或波的量隨著一信號(hào)或另一振蕩或波的變化而變化的過(guò)程。

調(diào)制(modulation)就是對(duì)信號(hào)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^(guò)程，就是使載波隨信號(hào)而改變的技術(shù)。一般來(lái)說(shuō)，信號(hào)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(hào)?；鶐盘?hào)往往不能作為傳輸信號(hào)，因此必須把基帶信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)相對(duì)基帶頻率而言頻率非常高的信號(hào)以適合于信道傳輸。這個(gè)信號(hào)叫做已調(diào)信號(hào)，而基帶信號(hào)叫做調(diào)制信號(hào)。調(diào)制是通過(guò)改變高頻載波即消息的載體信號(hào)的幅度、相位或者頻率，使其隨著基帶信號(hào)幅度的變化而變化來(lái)實(shí)現(xiàn)的。而解調(diào)則是將基帶信號(hào)從載波中提取出來(lái)以便預(yù)定的接收者(也稱為信宿)處理和理解的過(guò)程。

調(diào)制的種類很多，分類方法也不一致。按調(diào)制信號(hào)的形式可分為模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制。用模擬信號(hào)調(diào)制稱為模擬調(diào)制;用數(shù)據(jù)或數(shù)字信號(hào)調(diào)制稱為數(shù)字調(diào)制。按被調(diào)信號(hào)的種類可分為脈沖調(diào)制、正弦波調(diào)制和強(qiáng)度調(diào)制(如對(duì)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(diǎn)和性能。

正弦波幅度調(diào)制正弦載波幅度隨調(diào)制信號(hào)而變化的調(diào)制，簡(jiǎn)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(jiǎn)單，頻譜較窄，但抗干擾性能差，廣泛應(yīng)用于長(zhǎng)中短波廣播、小型無(wú)線電話、電報(bào)等電子設(shè)備中。早期的無(wú)線電報(bào)機(jī)采用火花式放電器產(chǎn)生高頻振蕩。傳號(hào)時(shí)火花式發(fā)報(bào)機(jī)發(fā)射高頻振蕩波，空號(hào)時(shí)發(fā)報(bào)機(jī)沒(méi)有輸出。這種電報(bào)信號(hào)的載波不是純正弦波，它含有很多諧波分量，會(huì)對(duì)其他信號(hào)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(hào)瞬時(shí)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(shí)，調(diào)幅信號(hào)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(hào)的角頻率，其中F是調(diào)制信號(hào)頻率;ma是一個(gè)和調(diào)制信號(hào)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(hào)ua(t)、載波信號(hào)uc(t)和調(diào)幅波 uA(t)的波形。調(diào)幅波的瞬時(shí)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(hào)不能保持線性關(guān)系，會(huì)產(chǎn)生失真。這種情況叫做過(guò)調(diào)幅。

式(1)的調(diào)幅波不是單一的簡(jiǎn)諧波，它包含fC、fC+F和fC-F三個(gè)頻率分量。后兩個(gè)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(hào)有時(shí)叫作標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅波。如果調(diào)制信號(hào)占有一個(gè)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(hào)無(wú)關(guān)，但邊帶分量隨調(diào)制信號(hào)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(gè)邊帶信號(hào)就能夠傳送全部消息。把載波去掉的調(diào)幅信號(hào)，叫做抑制載波調(diào)幅;把載波和某一個(gè)邊帶一起抑制掉，只剩下一個(gè)邊帶的調(diào)幅信號(hào)，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(jiàn)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(hào)的波形。通常把模擬-數(shù)字信號(hào)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(shí)質(zhì)上就是信號(hào)采樣。常用于模-數(shù)轉(zhuǎn)換電路、信號(hào)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(hào)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(cè)、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(dòng)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(wú)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(pán)存儲(chǔ)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。