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图21 各种调制方式波形对比

用矢量来描述一个正弦波是非常方便的。在极坐标中，矢量表示正弦波的峰值电压幅度对于相位改变量的关系。相位旋转360度表示一个完整的频率周期。请注意，相向符号提供了一种表示正弦波相位随时间变化的便捷方法。图中示波器表示了一种信号幅度随时间变化的过程。向量不能直接提供任何频率信息。事实上，我们测量向量相对于载波信号的参考相位。这样作意味着，矢量仅在频率不同时会发生旋转。

图22 极坐标中，用矢量来描述一个正弦波

下图各种调制信号在I/Q平面表示的例子。理解了它们，你对所有I/Q调制原理也就理解了。在任何I/Q图中，如图信号沿径向改变幅度，意味着信号相位在变化（且仅仅是相位发生变化）。所以AM调制，I/Q图中仅是矢量径向变化。PM调制是矢量旋转。FM看起来象PM，因为偏离载波频率就是单位时间内相位的变化。记住，幅度和相位变化都是相对于未调制载波的。失量图（Vector diagram） 是描述矢量信号变化轨迹的一种直观方式。

图23 极坐标中的信号改变

矢量的相位直接测量比较困难。实际的接收机和测量系统使用I/Q解调方式。它把信号相位的控制问题转换成2路正交分量电压的控制问题。

首先因为它简单，接口简单，电路简单，基带实现简单；第二，I/Q表示了对调制信号正交变量，一个信号相对于载波90度相移，如果仅用I通道检测，由于COS（90°）=0， 虽然输入信号存在，但I路输出为0V， 那I路无输出信号。所以，通过分别测量信号同相和正交分量，我们不用直接去测量信号的相对相位。

I/Q解调器可测量幅度和相位，那频率参量怎么办呢？频率是相位相对于时间的变化，I/Q解调器实际上直接测量所有类型的调制而不是仅对AM，PM，FM调制信号进行测量。

图24 I-Q格式坐标

图25 BPSK时域频域特征

图26 QPSK时域和星座图映射

观察数字调制信号的令一种方法是采用眼图。可生成两张不同的眼图，一张是I通道数据，另一张是Q通道数据。

眼图以无限持续的方式反复显示I和Q幅度对时间。I和Q转换可单独显示，在确定符号的时刻形成“眼睛”。QPSK有4个不同I/Q状态，各在一个象限。I/Q各有两个电平，对每个I和Q形成一个眼睛。下面一张图是16QAM的例子，4电平围成3只眼。重要的是理解眼图的概念。好的信号具有“张大”的眼睛，交点对应星座图上符号点位置，调制质量越高，交点越集中。

图27 I和Q眼图

图28 QAM的矢量图和星座图

图29 矢量调制特征对比

图30 矢量信号发生器原理框图

图31 矢量信号发生器中的基带信号发生器

图32 基带信号发生器中的滤波器作用

IQ调制器：I和Q路信号由同一本振信号合成，但本振有90度相移，I/Q路互不干扰，最后得到一和路信号。

图33 矢量信号发生器中的IQ调制器

矢量信号发生器主要应用：

•产生具体格式的矢量信号

•接收灵敏度测量

•接收机选通性测量

•器件失真测量