УДК 159.9(075.8) ББК 88х73Учебные вопросы: 1Параметры и спектр сигнала при импульсной модуляции 2 Амплитудно-импульсная модуляция (АИМ) 1Параметры и спектр сигнала при импульсной модуляции Импульсная модуляция широко используется в радиолокации, при передаче телеметрической информации и в других случаях. Излучаемый радиопередатчиком сигнал, промодулированный последовательностью прямоугольных импульсов (рис. 17.1, а), имеет вид, показанный на рис. 17.1, б.
Поскольку спектр радиосигнала при импульсной модуляции достаточно широк, то ее применяют в основном в радиопередатчиках СВЧ диапазона. При импульсной модуляции сигнал определяют следующие параметры: τ — длительность импульса; Т — период повторения импульсов; q=(T- τ)/ τ — скважность; f0 — частота несущей; Ри — мощность сигнала в импульсе; Рср = Ри/ q — средняя мощность сигнала; Δ fсп — ширина спектра излучаемого сигнала; вид модуляции импульсов.
Раскроем содержание последнего параметра. Импульсы, модулирующие несущую частотой f0, могут быть, в свою очередь, сами промодулированы. При этом различают: амплитудно-импульсную модуляцию (АИМ), широтно-импульсную модуляцию (ШИМ), временно-импульсную модуляцию (ВИМ), кодово-импульсную модуляцию (КИМ), внутриимпульсную модуляцию — частотную или фазовую. Радиоимпульсы можно рассматривать как колебание высокой частоты f0, модулированное по амплитуде видеоимпульсами. Поэтому спектр радиоимпульса содержит две боковые полосы частот (см. рис17.4).
2 Импульсная модуляция и её виды При амплитудно-импульсной модуляции в соответствии с изменением модулирующего сигнала изменяется амплитуда импульсов, как показано на рис. 8.10, в.
Периодическая последовательность импульсов при этом выполняет роль несущего колебания.
При широтно-импульсной модуляции по закону изменения модулирующего напряжения изменяется ширина (длительность) импульсов. Возможны два вида широтно-импульсной модуляции (ШИМ): односторонняя и двухсторонняя. При односторонней смещается один фронт импульса (фронт или срез) относительно тактовых точек, при двухсторонней ширина импульса изменяется в обе стороны симметрично относительно тактовых точек (рис. 8.10, г). Помехоустойчивость ШИМ значительно выше помехоустойчивости АИМ, так как в приемнике ШИМ сигнала применяется амплитудный ограничитель, срезающий амплитудные помехи. Но при малой длительности импульсов сильно расширяется полоса частот. А при расширении полосы пропускания приемника снижается помехоустойчивость связи. Поэтому ШИМ применяются только для преобразования ее в ФИМ.
При фазово-импульсной модуляции (ФИМ) по закону изменения модулирующего сигнала изменяется положение импульсов относительно тактовых точек (рис. 8.10, 3). Поскольку длительность и амплитуда импульсов не изменяются, полоса частот при ФИМ получается не шире, чем при немодулированных радиоимпульсах. В приемнике применяется ограничитель. В связи с этими факторами помехоустойчивость при ФИМ получается наиболее высокой. При импульсно-кодовой модуляции возможные значения модулирующего сигнала разделяются на ряд дискретных уровней, каждый из которых передается своим кодом. Импульсно-кодовая модуляция осуществляется в следующем порядке. Сначала производится дискретизация аналогового сигнала во времени — амплитудно-импульсная модуляция (рис. 8.14, б). Затем осуществляется квантование (дискретизация) сигнала по амплитуде (рис. 8.14, в). После этого выполняется кодирование (рис. 8.14, г).
Квантование представляет собой разделение сигнала на определенные конкретные уровни. Например, на рис. 8.15 непрерывный сигнал разбит на восемь уровней параллельными прямыми. Это так называемые разрешенные уровни. При амплитудно-импульсной модуляции импульсы могли быть любой амплитуды. А при квантовании импульсы имеют только разрешенные уровни. Из рис. 8.15 видно, что амплитуды квантованных импульсов отличаются от действительных.
После этого каждому уровню квантования присваивается соответствующее число, которое выражают кодовой группой, состоящей из символов двух видов: импульсов и пробелов. Использование для передачи информации двоичных сигналов обеспечивает наибольшую помехозащищенность, так как импульсы кодовой группы нормированы по амплитуде и длительности, а приемное устройство должно определить их наличие или отсутствие. При частотно-импульсной модуляции изменяется частота следования импульсов в зависимости от амплитуды модулирующего сигнала. Помехоустойчивость ЧИМ ниже помехоустойчивости ФИМ. Кроме того, практическое ее осуществление сложнее, чем ФИМ. Поэтому ЧИМ в системах передачи обычно не применяют.
УДК 159.9(075.8) ББК 88х73
|
