【题目编号】MC1-1307
【题目】下列几种图表中，最容易用来表达和解释 PSK 调制原理的是：
【答案】A
[A]相位矢量图
[B]波形图
[C]频谱图
[D]频谱瀑布图
考点速览
这道题考"用哪种图表最能表达 PSK 调制原理"。题目给出的四种图表——相位矢量图、波形图、频谱图、频谱瀑布图——分别对应信号的不同观察维度：相位、时域幅度、频域成分、频域随时间。选对图表的关键是先弄清每种调制方式把信息载在哪个维度上，PSK 的中文名"相移键控"已经把答案写在里面。
原理与依据
PSK 是 Phase Shift Keying 的缩写，译作相移键控。它让载波的相位在有限个离散状态之间切换，用相位状态代表数字信息，载波的幅度与频率保持不变。数学表达式可以写成 s(t) = A·cos(2πf_c·t + φ_k)，其中 A 是恒定幅度，f_c 是载波频率，φ_k 是第 k 个码元对应的相位，取有限个离散值。
最基本的二相相移键控只有两个相位状态，通常取 0° 与 180°，两个状态相差 180°，一个码元携带一比特信息。四相相移键控有四个状态，分别取 45°、135°、225°、315°（或等价的 0°、90°、180°、270°），相邻状态相差 90°，一个码元携带两比特信息。八相相移键控有八个状态，相邻相差 45°，一个码元携带三比特。可见相位状态数与每码元比特数的关系是：比特数 = 以 2 为底状态数的对数，即状态数 = 2 的比特数次方。
表达相位最直接的工具就是相位矢量图，也叫星座图（constellation diagram）。它建立 I-Q 平面：横轴 I 为同相分量，纵轴 Q 为正交分量，每个星座点用极坐标表示一个符号——点到原点的距离是幅度，与横轴的夹角是相位。二相相移键控的两个点落在 I 轴的正负两端；四相相移键控的四个点落在四个象限的对角线上；八相相移键控是八个点均匀分布在一个圆上。信号在状态之间跳变时，星座图上是点与点之间的"跳"，相位差就是两点之间的夹角，幅度是否恒定看各点是否落在同一个圆上，一眼就能判断。工程上用误差矢量幅度衡量实际信号点偏离理想点的程度，单位是百分比或分贝。
这个图还有一个好处：解调器实际做的判决，本质上就是在 I-Q 平面上判断收到的点离哪个理想点最近，星座图与接收机算法直接对应，讲解与调试都最方便。
逐项辨析
选项 A 正确。相位矢量图把相位作为可以直接读出的坐标量，PSK 的信息恰好载在相位上，二者一一对应，因此它最容易表达和解释 PSK 的调制原理。
选项 B 错误。波形图是时域曲线，横轴时间、纵轴瞬时幅度。它能看出相位跳变处波形的错位，但载波频率较高时一个码元内有几十个周期，靠数波形错位来判断相位差很不直观；状态数增加到八个以上时，肉眼几乎无法分辨相邻相位的差别，因此波形图不是最合适的工具。
选项 C 错误。频谱图是频域曲线，横轴频率、纵轴功率或幅度。它擅长显示信号占用的频带宽度、边带结构与带外抑制度，但相位信息在频谱上并不直接体现——相位变化对功率谱的直接影响很小，看频谱图无法判断星座点的分布，所以不适合讲解相位键控。
选项 D 错误。频谱瀑布图在频谱图基础上增加了时间维度，横轴频率、纵轴时间、颜色深浅表示幅度。它的强项是观察信号随时间的占用情况、频率漂移、突发干扰与跳频行为，用来讲相位的离散映射关系并不对口。
易混淆点
第一组是相位矢量图与眼图。眼图把基带波形的多个码元叠加显示，用眼张开程度反映码间串扰与判决余量，关注的是"波形还清不清楚"，不直接显示相位状态。第二组是相移键控与频移键控、幅移键控：频移键控把信息载在频率上，宜用频率-时间曲线；幅移键控把信息载在幅度上，宜用波形图或包络曲线。第三组容易忽略的是符号率与比特率的关系：四相相移键控一个符号带两比特，所以比特率是符号率的两倍，同样的带宽下速率更高，但相邻星座点更近，对信噪比要求也更高。
应试要点
看信息被载在哪个物理量上，就选能直接读出那个量的图。相位→相位矢量图或星座图；频率→频谱图、频率-时间曲线、瀑布图；幅度→波形图或包络图。PSK 的名字里带"相"，答案只有相位矢量图。
