ТОР 5 статей: Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы КАТЕГОРИИ:
|
Амплитудная модуляция
При амплитудной модуляции (АМ) амплитуда несущего высокочастотного колебания изменяется по закону управляющего сигнала. Рассмотрим простейший случай АМ колебания, когда управляющим сигналом является также гармоническое колебание (So•cos2pFot - т.н.модуляция одним тоном, Рис.2.5).
Рис.2.5
Амплитудно-модулированное колебание (АМК) имеет вид:
Uам =(Ао + So•сos2pFo)•сos2pfot = Ao·[cos2pfot + 0.5M·cos2p(fo+Fo)t + 0.5М·cos2p(fo+Fo)t] где М – глубина амплитудной модуляции, А0 – аиплитуда высокочастотного несущего колебания, S0 - амплитуда низкочастотной огибающей, f0 – частота высокочастотного заполнения, F0 – частота низхкочастотной огибающей.
На рис.2.6 показаны спектры управляющего cигнала - гармонического сигнала с частотой Fo и амплитудой S (рис.а), несущего колебания - гармонического сигнала с частотой fo и амплитудой Ао (рис.б) и модулированного колебания (рис.в). Из рисунков видно, что исходный низкочастотный сигнал (с частотой Fo) в результате модуляции переносится в область радиочастот (fo). Спектр модулированного колебания содержит несущую (fo) и две боковые частоты - верхнюю с частотой (fo+Fo) и нижнюю с частотой (fo-F0).Отношение М = So/Ао называют коэффициентом АМ, 0 ≤ М ≤ 1. При М > 1 наступает явление перемодуляции, которое характеризуется потерей полезной информации, поэтому принимают меры, чтобы предотвратить наступление пермодуляции.
Спектр сигналов при тональной АМ
Сигнал Несущая АМ-колебание S0 A0 А0 0.5МА0 0.5МА0
f … f … f 0 F0 0 f0 0 f0-F0 f0 fo+F0 до модуляции после модуляции а) б) в)
Рис.2.6
В общем случае, когда спектр управляющего сигнала занимает полосу частот от Fмин -– (т.1) до Fмак – (т.2) (рис.2.7.а), в спектре модулированного сигнала возникают боковые полосы - нижняя, с полосой от (fo-Fмак) - (т.3) до (fo-Fмин) – (т.4) и верхняя, с полосой от (fo+Fмин) – (т.6) до (fo+Fмак) – (т.7) (рис.2.7,б). Несущая частота fo расположена в т.5.
Спектр АМ сигнала в общем случае
Сигнал АМ-колебание
f … f 0 0 1 2 3 4 5 6 7 а) б)
Рис.2.7
Спектр частот, занимаемый АМ-сигналом, сосредоточен около несущей частоты fo и занимает полосу 2•Fмак. Информация об управляющем сигнале содержится в каждой из боковых полос. Дублирование информации устраняется использованием только одной боковой полосы – для однополосной передачи применяют нижнюю боковую полосу, что позволяет почти в 2 раза сократить занимаемую полосу частот и уменьшить потребление энергии.
Угловая модуляция
При частотной модуляции по закону управляющего сигнала изменяется частота несущего колебания около среднего значения fo (Рис.2.8).
Рис. 2.8
Частотно-модулированное колебание при модуляции одним тоном имеет вид:
Uчм = Ао•cos(2pfo+k·S·cos2pFo).
Максимальное отклонение частоты fd = k·S от fo называют девиацией частоты. Величину Мч = fd/Fo называют индексом частотной модуляции. Для реализации преимуществ частотной модуляции, величину Мч выбирают много больше единицы. Аналогично, при фазовой модуляции по закону управляющего сигнала изменяется фаза несущего колебания. Поскольку фаза и частота взаимосвязаны (частота - производная от фазы, а фаза - интеграл от частоты), эти виды модуляции объединяют общим названием - угловая модуляция. Спектры сигналов при частотной и фазовой модуляции имеют более сложный состав, чем при АМ, однако основные закономерности спектра - несущая и боковые полосы - сохраняются. Ширина спектра ЧМ-сигнала составляет Fчм = 2Мч·∆Fмак, где как и прежде ∆Fмак - полоса частот, занимаемая управляющим сигналом. Так как Мч > 1, спектр ЧМ-сигнала шире спектра АМ-сигнала. Поэтому, в частности, частотную модуляцию используют только в диапазоне ультракоротких волн, чтобы относительная ширина спектра не оказалась чрезмерно большой. Частотная модуляция обладает большей помехоустойчивостью по сравнению с амплитудной. Это объясняется тем, что помехи на входе приемного устройства приводят, как правило, к случайному изменению амплитуды, т.е. искажают информационный параметр. При частотной модуляции влияние помех на амплитуду сигналов не приводит к изменению информационного параметра - частоты. Наибольшей помехоустойчивостью обладают фазо-модулированные сигналы, однако техническая реализация фазовых модуляторов наиболее сложна, кроме того, существует явление набега фазы, которое существенно снижает длительность синхронной работы устройств с фазовой модуляцией. Для восстановления низкочастотного сигнала в приемном устройстве осуществляется обратное преобразование – демодуляция (детектирование).
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:
|