загрузка...
загрузка...
На головну

Лекція 6. Амплитудно - імпульсна модуляція. Імпульсно-кодова (цифрова) модуляція.

  1. АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНА ХАРАКТЕРИСТИКА, ПОЛОСА пропущення і загасання
  2. Базова лекція
  3. Базова лекція
  4. Базова лекція
  5. Базова лекція
  6. Базова лекція
  7. Базова лекція

При імпульсної модуляції (рис.6.1) в якості несучого коливання (точніше, піднесе) використовують різні періодичні імпульсні послідовності, в один з параметрів яких вводиться інформація про переданому повідомленні. Для дискретних сигналів процес модуляції прийнято називати маніпуляцією параметрів імпульсів.

Імпульсна модуляція. Теоретичною основою побудови всіх методів імпульсної модуляції є теорема Котельникова, відповідно до якої безперервний первинний сигнал e(t) З обмеженою шириною спектра FB може бути переданий своїми отсчетами (послідовник-ністю коротких імпульсів), випливають із інтервалом (в радіотехніці при поданні імпульсних, дискретних і цифрових сигналів часто вживається позначення періоду Т через Dt) Т = Dt = 1 / (2 FB ). Чималі тимчасові інтервали між імпульсами використовують для передачі робочих імпульсів від інших джерел, тобто для здійснення багатоканальної передачі з тимчасовим поділом каналів. Покладемо, що піднесучих коливанням в системі передачі інформації з імпульсною модуляцією є періодична послідовність прямокутних імпульсів з амплітудою Uн, тривалістю tи і періодом повторення Т (Рис.6.1, а). Для наочності і спрощення математичних викладок виберемо в якості модулюючого сигналу гармонійнеколивання e(t) = у якого початкова фаза q0 = 90о (Рис.6.1, б).

Імпульсну модуляцію в залежності від вибору змінюваного параметра модулируемой імпульсної послідовності прийнято ділити на наступні види:

-амплітудно-імпульсну (АІМ), коли за законом переданого повідомлення змінюється амплітуда імпульсів вихідної послідовності (рис.6.1, в);

-шіротно-імпульсну (ШІМ), при зміні за законом переданого повідомлення тривалості (ширини) імпульсів вихідної послідовності (рис. 6.1, г);

-фазоімпульсную (ФІМ), або времяімпульсную (ВІМ), якщо згідно із законом переданого повідомлення змінюється тимчасове положення імпульсів (рис. 6.1, д);

-частотно-імпульсну модуляцію (ЧИМ), при зміні за законом переданого повідомлення частоти проходження імпульсів піднесе (рис.6.1, е);

-імпульсно- кодова модуляція (ІКМ) - вид дискретної (цифрової) модуляції (цифровий маніпуляції), при якій передається аналоговий первинний сигнал перетворюється в цифровий код - послідовність імпульсів (1 «одиниць») і пауз (0- «нулів»), мають однакову тривалість, застосовується найбільш широко в сучасній радіоелектроніці і системах зв'язку. Цей вид імпульсної модуляції представлений на рис.6.1, ж.

Амплітудно-імпульсна модуляція. Як приклад, що дозволяє оцінити параметри і характеристики імпульсно-модульованих коливань, розглянемо АІМ - сигнал і визначимо його спектр при модуляції імпульсної послідовності гармонійним коливанням e(t) = E0cosWt.

З аналітичної точки зору процедуру отримання АІМ -сигнал иАІМ (t) зручно розглядати як безпосереднє множення безперервного сигналу, що передається и(t) На допоміжну послідовність у(t) Прямокутних відеоімпульсів одиничної амплітуди.

Мал. 6.1. Імпульсна модуляція:

а- Періодична послідовність вихідних імпульсів; б - Модулюючий сигнал; в - АІМ; г - ШІМ; д- ФІМ; е - ЧИМ; ж - ІКМ

Уявімо періодичну послідовність прямокутних немодульованих видеоимпульсов и(t), Що мають амплітуду UH, тривалість tи і період повторення Т, Тригонометричним рядом Фур'є. Наведемо формулу несучого коливання

ин(t) = Uнcosw0t (6.1)

і узагальнену функцію и(t), Що описує послідовність прямокутних імпульсів. Тоді АІМ -сигнал можна записати у вигляді:

uАІМ(t) = u(t) y(t). (6.2)

uАІМ(t) = (1 + McosWt) u(t), (6.3)

У цьому співвідношенні параметр М = DU / Uт - Коефіцієнт (глибина) модуляції імпульсів. підставляючи значення и(t) В (6.3), після нескладних перетворень запишемо вираз для АІМ -сигнал:

uАІМ(t) =  (6.4)

Рис.6.2. Спектр сигналу при амплітудно-імпульсної модуляції

Зі співвідношення (6.4) випливає, що при однотональний амплітудно - імпульсної модуляції послідовності прямокутних відеоімпульсів спектр АІМ - сигналу містить постійну складову А0, Гармоніку А0М частоти W модулюючого коливання і вищі гармонійні складові Аn частоти проходження імпульсів несучої nw1, Біля кожної з яких симетрично попарно розташовані бічні складові з частотами nw1+ W і nw1 - W (рис. 6.2).

Основні види АІМ - сигналів. Сигнали АІМ поділяються на два основних види: сигнал першого роду - АІМ -1 (див.рис. 6.3, б) І сигнал другого роду - АІМ -II (рис.6.3, в)

Миттєве значення амплітуди імпульсів сигналу АІМ -1 залежить від миттєвого значення модулюючого коливання e (t) (рис.6.3, а), А амплітуда імпульсів сигналу АІМ-II визначається тільки значенням модулюючого коливання в тактових точках (рис.6.3, б). Тактові моменти можуть збігатися з початком імпульсу, будь-якою точкою його середини або кінцем. Тому при АІМ-II несуча послідовність характеризується ще одним параметром - становищем імпульсів щодо тактових точок.

Різниця між сигналами АІМ - 1 і АІМ -II виявляється істотним, якщо тривалість імпульсів tи порівнянна з періодом їх слідування методів АІМ для передачі повідомлень необхідно знати смугу частот використовуваних сигналів.

Рис.6.3. Формування АІМ-сигналів: а - Імпульсна несуча; б- АІМ-І; в- АІМ -II

Сигнали АІМ -1 при простому, однотональний гармонійному модулирующем сигналі, який визначається формулою (6.3), на практиці використовуються в системах зв'язку вкрай рідко. Оцінимо спектр імпульсного радіосигналу типу АІМ-1 при реальному модулирующем коливанні.

література: 1 [11-38], 2 [74-103]; 6 [46-61].

Контрольні питання:

1. Що за процес імпульсна модуляція?

2. Які види імпульсної модуляції знаєте?

3. Як здійснюється амплітудно-імпульсна модуляція?

4. Як здійснюється частотно-імпульсна модуляція?

5. Як формуються сигнали АІМ-І, АІМ-ІІ?

6. Як здійснюється імпульсно-фазова модуляція?

7. Які особливості має відносна фазова модуляція?

 



1   2   3
загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати