Модулация на хармонични трептения
За прехвърляне на спектъра на честотата на първичния сигнал до желаната честота домейн, например за предаване на Con-комуникационния канал с помощта на модулация.
Процесът на модулация е да се променят всяка OD-Nogo или повече параметри информационния носител (амплитуда, амплитудата, честота, фаза, синусоидални трептения или импулси) в съответствие с предава съобщението.
Модулиране (информация) сигнал действа върху транспортьора или друга информация параметър, той променя така, че да е изцяло отразена единица информация модулиране на сигнала.
Следователно, когато модулация ефект за модулиране (информация) сигнал взаимодейства с носител, който се подава в инвертора (модулатор) от спе циален-генератор. Обикновено, носителят е детерминирана периодично колебание, характеризиращо се с параметрите, и може да бъде представен чрез функция на времето. където - параметрите на превозвача.
Хармонични и импулсни сигнали, описващи vayutsya-изрази:
при което - амплитудата, ъглова честота и началната фаза на хармонични трептения;
където - амплитудата (височина), началната фаза (менти отместване по отношение на избрания произход) и периода на повторение IM импулси.
Като носители могат да се използват и шум Signa Предшестващо представляващи случаен процес. Параметри NE-renoschika в този случай служи като техните числови характеристики.
В резултат на модулация на изхода на инвертора (на тор-модул) се получава модулирания сигнал. което е резултат от влиянието на конвертора:
при което - та модулиран параметър (тук - тата параметър оператор конверсия).
Всяка модулация параметър се променя в съответствие с модулация (информация) сигнал. Оператор модулиран параметър преобразуване
при което - тата параметър отклонение. Този израз spraved-Livo за повечето видове хармонични импулс режим-lyatsii един параметър.
Следователно извършване модулация предавател (модулатор) трябва да бъдат повторно четириполюсник с различни параметри. Обикновено, модулация е придружено от трансформация на честотния спектър и динамичния обхват.
Информационният носител се нарича още превозвач вълна или носеща честота, в съответствие с това, което се прави разлика акордеон-тират и импулсна модулация.
Когато хармонична носител модулация (модулиране) NE-lyayutsya хармонични трептения. В зависимост от параметъра разграничи модулирана амплитуда (АМ), честота (FM) и F zovuyu (FM) модулация.
Ако импулсна модулация се използва като носител импулс последователност. В този случай, в зависимост от модулиран параметър разграничи импулс амплитудна модулация (РАМ), дълго-импулс (импулса) модулация (DIM / PWM)), време ширина модулация (VIM), който видове са фаза (FIM) и HR-честотен пулс (PFM) модулация.
За сложни видове включват импулсния делта модулация (DM) и импулсно-кодова модулация (PCM). Порции NYM модулация случай е манипулация сигнал, при което като сигнал модулиране (информация), последователност на един или биполярни десния въглища импулси. Употребата му в преносните системи дискретна план информация.
Понякога е необходимо да се извършат промяна в рамките на няколко пара- метри вълна на носител, т.е.. Д. Смесена модулация. Например, могат да бъдат изпълнени мерки и амплитуда честота амплитуда F zovuyu модулация хармонични трептения на носителя. В случай на предаване на многоканален на различни параметри на не-наклонът може да засегне различни модулиращи (информация) сигнали.
Ако е необходимо, може да се извършва на етапи (mnogostu - етап) модулация: .. FM - AM, AM - FM, AM - AM, PAM - AM, DIM - FM и т.н. Така, в AM - FM първоначално пусково-та информационен сигнал модулира подносещи трептенията амплитуда, след АМ-модулира вобулация основната честота износване Тел. В многостепенен модулация се използва за по-добро съвпадение източник на информация с пара-метър на канала, което позволява да се получи по-висок шум имунитет на предаването на информация.
Колебанията в носещите хармонични видове модулация могат да бъдат представени, както следва:
и където - съответно постоянна амплитуда, ъглова честота и началната фаза на хармонични трептения.
Модулиране функция т. Е. изменението на информационно-ЛИЗАЦИЯ сигнал определен. В амплитуда режим модулация liruyuschy сигнал засяга колебанията на постоянен носител амплитуда към която се прибавя промените Най, различна пропорционално на модулиращия сигнал:
където - максималното отклонение от амплитудата на АМ-трептене.
С оглед на това, трептенията AM може да се запише
където съотношението се нарича коефициент амплитудна модулация. За да се избегне overmodulation когато на изхода на модулатора рязко разширява спектъра на модулиращия сигнал не трябва да надвишава единство.
Израз (2.12) може да се запише като:
Ако функцията за модулиране е хармоничен осцилатор на една честота с единица амплитуда (фиг. 2.9), след това в съответствие с AM (2.10)
Първият план не описва модулиран потреперване носеща честота, втора и трета гледна точка на честотата и се наричат горните и долните странични ленти. Фиг. 2,9, б е графика на честота кипене напрежение ч модулирани в амплитуда съгласно закона на информационен сигнал изолационна. Спектърът на сигнала AM да насочи случай под внимание, което може да бъде получено при използване на трансформация на Фурие, съдържа носител и две странична честоти (Фиг. 2.9 в). Спектралният ширина е равна след това.
Когато носеща честота комплекс модулация сигнал с широк честотен спектър, AM-трептене ще съдържа горна и долна странични ивици (фиг. 2,9 г). Така спектралната ширина определя от стойността два пъти максималната честота на спектъра на сигнала модулиране
Фиг. 2.9. Графики модулиращи (а) и (б) модулирани сигнали; спектри амплитуди на амплитуда модулирани сигнали за прост (а) и съединение (г) модулиране на сигнали.
Фиг. 2.10. Амплитудна модулация: а - за модулиране на сигнал; Б - амплитуда-застопорена сигнал; в - а; г - спектъра на сигнала модулиране; г - амплитудата спектър на сигналното съзвездие.
Когато честотна модулация амплитуда модулиране на напрежение-нето остава постоянна, както и честотата на носещата честота варира във времето спрямо централната си стойност на първичния сигнал се променя право е (т):
при което - най-голямо ъглово отклонение от стойностите на централната честота-ционни. нарича честота отклонение.
Съотношението се нарича индекс на честотна модулация. Тъй като експресията на модулиран сигнал включва постоянна честота и амплитудата на колебанията на носителя може да се опише чрез експресията
при което - колебания фаза свързани съотношението честота
Формата на FM сигнал с постоянна амплитуда е показано на фиг. 2.11, както и. Когато фаза вибрациите на FM
Замествайки (2.17) в (2.16), получаваме
Чрез модулиране модулация на носещата честота на едно колебание спектър на FM сигнал (фиг. 2.11, Ь), като в АМ състои от носеща честота и две странични ленти, но всяка странична съдържа безкраен последователност на хармонични трептения, раздалечени на. където амплитудата на к-тия колебание (к = 1, 2, 3), измерено от модулирания сигнал. пропорционален на стойността на функциите на Бесел от първи вид на к-ти ред на аргумента на равно индекс на честота-модулация на МО.
Тъй като амплитудата на странични компоненти намалява с разстоянието от носеща честота, спектралната ширина почти винаги е ограничен честотни компоненти, амплитудата на които е не по-малко от определена стойност (5-10% от амплитудата на носеща честота се модулира VM).
Приблизително ширината на спектъра на FM сигнал може да бъде определена от израза
Тя може да се види, че по-малката индексът на честотна модулация на. тези, които вече на практика изисква спектър на FM сигнал.
В зависимост от индекса на модулация се разграничи теснолентова честотна модулация с ниски индекси и широколентов достъп - с по-големи индекси. За тясна лента ширина FM спектър е в близост до АМ, а на широколентов - много повече, отколкото в АМ.
Основното предимство на широколентови FM е висок шум имунитет е много по-голяма, отколкото когато AM защото честотата на сигнала е по-малко податливи на ефектите на интерференцията от амплитуда.
последователност на правоъгълни импулси, използвани в Модулацията на честотно изместване, като информация Nala SIG (фиг. 2.12, а). Когато това FM сигнал има две гранични стойности на честотата (фигура 2.12, Ь.). Ако FM сигнал за представяне на сумата от два сигнала U1 и U2 samplitudnoy манипулация-ТА (Фиг. 2.12, в и г), е лесно да се определи спектъра на сигнала за честотно изместване манипулация (Фигура 2.12 г).
Необходимата широчина на спектър FSK SIG-Nala ще бъдат равни. е по-голяма, отколкото когато количеството на амплитудата солна манипулация.
В фазова модулация (РМ) в съответствие със закона на първичния сигнал варира начална фаза модулиран (носител) сигнал:
където - индексът на модулация фаза.
От сравнението на (2.18) и (2.20), че структурата на спектъра на -FM е същата като в Световната купа, и ширината на страничната лента спектър получи индекс FM продукт на честотата на модулиращия сигнал. По този начин, на пълната ширина на спектъра на FM
През последните години все повече и повече важни за предаването на раз-информация става неразчленен фазово изместване, което се отличават от многообразието.
В най-простия случай, фазата на вълна носител, съответстващ на настоящите и currentless парцели или Nega-положителни и отрицателни импулси (фиг. 2.13, а) по различно фазово изместване 180 0 (фиг. 2.13, б). Такава манипулация се нарича веднъж.
Знаейки спектъра на сигнала в следващите субективна последователно биполярни правоъгълни импулси, то е лесно да се намери на спектъра при единична фаза смяна манипулация. Така, ако фазово изместване застопорена сигнал (фиг. 2.13, 6) се добавя nemodu-ното носител вълна на същата честота U0 U0 амплитуда минаваща през фаза, например колебания в поло zhitelnyh импулси (фиг. 2.13 инча), ние получаваме amshshtudno- 2U0 шпонков амплитуда сигнал (фиг. 2.13 гр). Следователно-telno фаза спектър манипулиран сигнал ще съответства вана спектър амплитуда-манипулиран сигнал. Така че е необходимо да се удвои амплитудата на страничната компонента ING и премахване на вобулация носеща честота (Фиг. 2,13 г, където)
Фиг. 2.13. фазово изместване манипулация
Освен единична фазово изместване отличава като два пъти (при 90 °), три пъти (60 °), четири пъти (45 °) и други видове фазово изместване манипулация. Въпреки това, използването на практически-агенция в предаване на данни технология получи основите на г-н едно-, дву- и три вида манипулация.