Modularea oscilații armonice
Pentru a transfera spectrul frecvenței semnalului primar la un domeniu de frecvență dorit, de exemplu, pentru canalul de con-comunicare transmisie folosind modulare.
Procesul de modulare este de a schimba orice od-Nogo sau mai mulți parametri purtătoare de informații (amplitudine, amplitudine, frecvență, fază, oscilații sinusoidale sau de impulsuri), în conformitate cu mesajul transmis.
Modularea semnalului (informații) acționează asupra transportatorului sau alte informații parametru, modificarea acesteia, astfel încât să se reflecte pe deplin informațiile entitate semnalului de modulare.
Prin urmare, atunci când efectul de modulare a semnalului de modulare (informație) reacționează cu un purtător, care este alimentat în convertizor (modulator) de la generator spe cial. De obicei, purtătorul este o oscilație periodică deterministă, caracterizată prin parametrii și pot fi reprezentate printr-o funcție de timp. unde - parametrii suportului.
Semnalele armonice și impulsuri, respectiv, descriind vayutsya expresii:
în care - amplitudinea, frecvența unghiulară și a fazei inițiale a oscilații armonice;
în cazul în care - amplitudinea (înălțime), faza inițială (mentelor de schimbare în ceea ce privește originea selectată) și perioada de repetiție impulsuri im.
Ca purtători pot fi utilizate și zgomotul signa BACKGROUND reprezentând un proces aleatoriu. Parametrii ne-renoschika în acest caz servi drept caracteristicile lor numerice.
Ca urmare a modulării ieșirea invertorului (Torus modulului) se obține semnalul modulat. care este un răspuns la impactul convertorului:
în care - lea parametru modulat (aici - operatorul de conversie -lea parametru).
Fiecare parametru de modulare se modifică în conformitate cu semnalul de modulare (informații). Operator parametru de conversie modulat
în care - parametrul deviație -lea. Această expresie spraved-Livo pentru cele mai multe tipuri de modul de-lyatsii un parametru armonic și puls.
În consecință, efectuarea transmițător de modulare (modulator) ar trebui să fie re-cuadripol cu parametri diferite. In general, modularea este însoțită de o transformare a spectrului de frecvență și intervalul dinamic.
Purtătorul de informații este, de asemenea, numit o undă purtătoare sau purtător de frecvență, în conformitate cu ceea ce distinge acordeon-ică și puls de modulare.
Când modulare purtătoare armonică (modularea) NE-lyayutsya oscilații armonice. În funcție de parametrul distinge modulat în amplitudine (AM), frecventa (FM) și F zovuyu modulare (FM).
Dacă modulație de impulsuri este utilizat ca o secvență de impulsuri purtătoare. În acest caz, în funcție de parametrul modulat distinge modulație de impulsuri de amplitudine (PAM), o modulație de lungă puls (lățime impuls) (DIM / PWM)), modulația timp de lățime (VIM), care specii sunt faze (FIM) și hr-frequency-pulse (GFP) modulare.
Pentru tipurile complexe includ puls modulare lățime de modulare delta (DM) și modulare puls-cod (PCM). Porțiuni NYM caz de modulare este semnalul de manipulare, în care, ca un semnal modulator (informație), o secvență de unul sau bipolare impulsuri drept de cărbune. Utilizarea sa în sistemele de transmitere a informațiilor pe termen discret.
Uneori este necesar să se pună în aplicare schimbarea câțiva metri parametri ai undei purtătoare, adică. E. O modulare mixtă. De exemplu, măsurile pot fi efectuate și amplitudine-frecvență amplitudine F zovuyu modulare oscilații armonice ale purtătorului. În cazul transmiterii multi-canal de diferiți parametri ai non-velatura pot afecta diferite semnale modulatoare (informații).
Dacă este necesar, se poate realiza în trepte (mnogostu - etapa) de modulare: .. FM - AM, AM - FM, AM - AM, PAM - AM, DIM - FM, etc. Astfel, în AM - FM inițial de pornire th-semnal de informație moduleaza subpurtătoare amplitudinea de oscilație, atunci AM-modulează pendularea frecvența de bază uzura Tel. Modularea mai multe trepte este utilizat pentru o mai bună potrivire a sursei de informații cu para-metri de canal, care permite să se obțină o imunitate de zgomot mai mare a transmisiei informațiilor.
Fluctuațiile purtătoare tipuri de modulație armonice pot fi reprezentate după cum urmează:
și în care - amplitudine respectiv constantă, frecvența unghiulară și fază inițială de oscilații armonice.
Modulatoare funcția m. E. Variația semnalului informațional-TION desemnat. În modul de modulație în amplitudine a semnalului liruyuschy afectează oscilațiile purtător amplitudine constantă, la care se adaugă modificările Nye, variind proporțional cu semnalul modulator:
în cazul în care - deviația maximă a amplitudinii AM-oscilație.
Cu aceasta în minte, oscilația AM poate fi scris
în care raportul este numit coeficientul de modulare a amplitudinii de. Pentru a evita overmodulation atunci când ieșirea modulatorului se extinde brusc spectrul semnalului modulator nu trebuie să depășească unitate.
Expresia (2.12) poate fi scrisă ca:
Dacă funcția modulatoare este o oscilație armonică o singură frecvență cu unitate de amplitudine (fig. 2.9), apoi, în conformitate cu AM (2.10)
Primul termen nu descrie modulat frecvență purtătoare vobulat termeni de frecvențe a doua și a treia și sunt numite benzi laterale superioare și inferioare. Fig. 2.9, b este un grafic de tensiune-frecvență pm fierbere modulate în amplitudine conform legii semnalului izolatoare informații. Spectrul semnalului AM pentru a direcționa cazul în considerare, care pot fi obținute folosind transformata Fourier, cuprinde un purtător și două frecvențe (bandă laterală Fig. 2.9 in). Lățimea spectrală este apoi egal.
Când semnalul de modulare complex frecvență purtătoare având un spectru de frecvență largă, AM-oscilație va cuprinde benzi laterale superioare și inferioare (Fig. 2,9 g). Astfel, lățimea spectrală determinată de valoarea de două ori frecvența maximă a spectrului semnalului modulator
Fig. 2.9. Graficele modulante (a) și (b) modulata semnale; Amplitudinile Spectrele semnalelor modulate amplitudine pentru o simplă (a) și compusul (d) modularea semnalelor.
Fig. 2.10. Amplitudinea de modulare: a - semnalul modulator; B - amplitudine semnal codat la; în - în timp; g - spectrul semnalului modulator; d - spectrul de amplitudine a semnalului constelație.
Când frecvența de modulație în amplitudine modularea tensiunii-TION rămâne constantă, iar frecvența frecvenței purtătoare variază în timp în raport cu valoarea sa centrală a semnalului primar se modifică legea f (t):
în care - cel mai mare deviația unghiulară față de valorile centrale de frecvență-TION. numita deviație de frecvență.
Raportul este numit un indice de modulație de frecvență. Deoarece expresia unui semnal modulat include o constantă frecvență, iar amplitudinea oscilațiilor purtătoare pot fi descrise prin expresia
în care - fluctuațiile de fază legate de raportul de frecvență
Forma semnalului FM cu o amplitudine constantă este prezentată în Fig. 2.11, de asemenea. Când vibrațiile fazei FM
Substituind (2.17) în (2.16), obținem
Prin modularea frecvenței purtătoare de modulare a unui spectru de oscilație a semnalului FM (Fig. 2.11, b), în AM constă din frecvența purtătoare și două benzi laterale, dar fiecare sideband conține o secvență infinită de oscilații armonice, distanțate pe. în care amplitudinea de oscilație k (k = 1, 2, 3), măsurată de la semnalul modulat. proporțional cu valoarea funcțiilor Bessel ale primului tip de ordine k la argumentul indicelui egal al modulației de frecvență a mo.
Deoarece amplitudinea componentelor laterale scade pe măsură ce distanța față de frecvența purtătoare, lățimea spectrală este aproape restricționată întotdeauna componentele de frecvență, a căror amplitudine este nu mai mică decât o anumită valoare (5-10% din amplitudinea frecvenței purtătoare a modula vm).
Aproximativ lățimea spectrului semnalului FM poate fi determinat din expresia
Se poate observa că este mai mic indicele de modulare de frecvență. cele deja, practic, este necesar spectrul semnalului FM.
În funcție de indicele de modulare distinge modulație de frecvență de bandă îngustă cu indici mici și în bandă largă - cu indici mai mari. Pentru bandă îngustă lățimea spectrului de frecvențe FM este aproape de AM, iar la bandă largă - mai mult decât în AM mulți.
Avantajul principal al FM de bandă largă este de imunitate ridicat de zgomot este mult mai mare decât atunci când AM, deoarece frecvența semnalului este mai puțin sensibile la efectele de interferență decât amplitudine.
o secvență de impulsuri dreptunghiulare utilizate în Keying schimbare de frecvență, ca sig informații-Nala (Fig. 2.12, a). Când acest semnal FM are două valori de frecvență la limită (figura 2.12, b.). Dacă semnalul FM pentru a prezenta suma a două semnale U1 și U2 samplitudnoy manipulare-TION (Fig. 2.12, c și d), este ușor să se determine spectrul semnalului pentru deplasarea frecvenței keying (figura 2.12, d).
Lățimea necesară a spectrului FSK sig-Nala vor fi egale. este mai mare decât atunci când cantitatea de manipulare amplitudine clorhidric.
În modulația de fază (PM), în conformitate cu legea semnalului primar variază semnal de fază inițială modulate (purtătoare):
unde - indicele modulației de fază.
Dintr-o comparație a (2.18) și (2.20), că structura spectrului la -FM este aceeași ca și în Cupa Mondială, iar lățimea spectrului de bandă laterală a primit indicele de produs FM la frecvența semnalului modulator. Astfel, lățimea spectrală completă la FM
În ultimii ani, mai multe și mai importante pentru transmiterea de dez-informație devine indiscret keying schimbare de fază, care se disting prin multiplicitate.
In cel mai simplu caz, faza undei purtătoare corespunzătoare parcelelor curente și fără alimentare sau de impulsuri-Nega pozitive și negative (Fig. 2.13, a) la diferite defazaj keying 180 0 (Fig. 2.13, b). O astfel de manipulare se numește o dată.
Cunoașterea spectrului semnalului la ulterioare impulsurilor dreptunghiulare bipolare tastare succesive, este ușor de a găsi spectrul atunci când o singură keying defazaj. Astfel, în cazul în care o defazaj tastate semnal (Fig. 2.13, 6) se adaugă lată-nemodu undă purtătoare de aceeași frecvență U0 U0 amplitudine coincizînd în fază, de exemplu oscilații la impulsuri polo zhitelnyh (Fig. 2.13 în), obținem amshshtudno- 2U0 amplitudinea semnalului keyed (Fig. 2.13 g). Prin urmare, telno semnal manipulata fază de spectru va corespunde semnalului manipulata amplitudine spectru cuvă. Astfel, este necesar să se dubleze amplitudinea componentei laterale-ing și elimină frecvența purtătoare de vobulare (Fig. 2.13 d, unde)
Fig. 2.13. deplasarea fazei
Pe lângă defazaj singură keying disting două ori mai mari (la 90 °), de trei ori (60 °), de patru ori (45 °) și alte tipuri de keying schimbare de fază. Cu toate acestea, utilizarea practică agenții în tehnologia de transmitere a datelor primite bazele d-una, două și trei tipuri de manipulare.