что такое модуляция и демодуляция

Модуляция и Демодуляция

Модуляция и Демодуляция

компьютер с терминалом.

Смотреть что такое «Модуляция и Демодуляция» в других словарях:

модуляция-демодуляция — М ДМ — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва] Тематики электротехника, основные понятия Синонимы М ДМ EN modulation demodulation … Справочник технического переводчика

Демодуляция — (Детектирование сигнала) процесс, обратный модуляции колебаний, преобразование модулированных колебаний высокой (несущей) частоты в колебания с частотой модулирующего сигнала. Для передачи энергии электромагнитной волны используются… … Википедия

МОДУЛЯЦИЯ — процесс изменения какого либо параметра периодических колебаний высокой (несущей) частоты (механических, электрических, световых и др.) в соответствии с изменениями параметров др. колебаний более низкой (моделирующей) частоты. По виду М. делится… … Большая политехническая энциклопедия

Модуляция — У этого термина существуют и другие значения, см. Модуляция (значения). Технологии модуляции п·Аналоговая модуляция AM · SSB · ЧМ(FM) · ЛЧМ · ФМ(PM) · С … Википедия

демодуляция — (процесс, обратный модуляции колебаний), преобразование модулированных колебаний высокой (несущей) частоты в колебания с частотой модулирующего сигнала. * * * ДЕМОДУЛЯЦИЯ ДЕМОДУЛЯЦИЯ (процесс, обратный модуляции колебаний (см. МОДУЛЯЦИЯ… … Энциклопедический словарь

Демодуляция — процесс, обратный модуляции колебаний (См. Модуляция колебаний). Подробнее см. Детектирование … Большая советская энциклопедия

Импульсно-кодовая модуляция — В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете … Википедия

Амплитудная модуляция — Технологии модуляции п·Аналоговая модуляция AM · SSB · ЧМ(FM) · ЛЧМ · ФМ(PM) · СКМ Цифровая модуляция АМн … Википедия

Фазовая модуляция — Технологии модуляции п·Аналоговая модуляция AM · SSB · ЧМ(FM) · ЛЧМ · ФМ(PM) · СКМ Цифровая модуляция АМн … Википедия

Частотная модуляция — Технологии модуляции п·Аналоговая модуляция AM · SSB · ЧМ(FM) · ЛЧМ · ФМ(PM) · СКМ Цифровая модуляция АМ … Википедия

Источник

Модуляция и демодуляция сигналов: общие сведения, методы, виды, разновидности

Общие сведения о модулированных сигналах

Как уже отмечалось, передача сигнала на большие расстояния производится высокочастотными колебаниями, т.е. гармоническими узкополосными квазигармоническими колебаниями вида

Несущая частота сигнала выбирается с учетом:

В любом случае несущая частота (Формула) должна быть значительно больше наивысшей частоты Ω первичного сигнала, который отображает сообщение, т. е. (Формула). Поэтому в одном периоде модулирующего сигнала Т = 2π / Ω укладываются сотни, тысячи и более периодов высокочастотного колебания (Формула).

Методы аналоговой модуляции

Основные методы модуляции, которые давно известны, вытекают из квазигармонического представления узкополосных сигналов. При непрерывном первичном сигнале различают следующие методы аналоговой модуляции:

Угловая модуляция называется частотной (ЧМ), если в соответствии со значениями модулирующего сигнала происходит изменение мгновенной частоты несущего колебания. Угловая модуляция называется фазовой (ФМ), если по закону передаваемого сообщения изменяется мгновенная фаза сигнала-переносчика.

Дискретная модуляция

Наряду с аналоговой модуляцией в технике электросвязи (в системах телекоммуникаций) применяются следующие виды дискретной модуляции с гармоническим несущим колебанием:

Импульсные методы модуляции

Наряду с гармоническими колебаниями в качестве переносчика информации используются периодические импульсные последовательности. В этом случае выделяют следующие импульсные методы модуляции:

Аналого-цифровая модуляция

Наконец, в системах телекоммуникаций применяют аналого-цифровую модуляцию, при которой входной сигнал модулятора является непрерывным, а на выходе образуется двоичная дискретная последовательность импульсов. При этом различают:

Безусловно, в настоящее время известны и другие методы модуляции и соответственно модулированные сигналы. Однако в виду ограниченности объема книги рассмотреть их все не представляется возможным.

Источник

Владимир Леонидов

Визитная карточка

Модуляция и демодуляция цифровых сигналов — конспект лекции

Введение

Передача информации в современном мире нас окружает повсюду: мобильная связь, интернет, управление воздушным движением и многое другое. Как правило, в качестве “переносчика” информации выступает высокочастотное колебание: 2.4 ГГц и 5 ГГц для Wi-Fi, 2.6 ГГц и другие для 4G, 1030 МГц и 1090 МГц для обмена данными с воздушными судами и т.д. Эти колебания (частоты) называются несущими. Как, используя несущую частоту, закодировать данные? Как передать или получить “0” или “1”? На эти вопросы мы и постараемся ответить.

Процесс изменения одного или нескольких параметров модулируемого несущего сигнала при помощи модулирующего сигнала называется модуляцией.

В рамках данной лекции мы рассмотрим следующие виды модуляции:

Амплитудная манипуляция (ASK)

Амплитудная манипуляция — манипуляция, при которой скачкообразно изменяется амплитуда несущего сигнала в зависимости от закодированного сообщения.

Результат выполнения скрипта показан ниже:

Амплитудная манипуляция

Из рисунка видно, что амплитуда несущего (модулированного) сигнала — синий график — повторяет форму модулирующего сигнала — оранжевый график.

Сигнальное созвездие ASK-модулированного сигнала

Т.к. мнимая часть равна нулю, мы видим два скопления точек вдоль действительной оси: одно вокруг значения 0.1, второе — вокруг 1. Этот график называется сигнальное созвездие. Он часто используется при анализе характеристик модулированных сигналов, т.к. показывает распределение мгновенного значения сигнала на комплексной плоскости в момент его считывания.

Итак, модулированный сигнал есть — попробуем его обратно демодулировать. Наша задача сводится к нахождению огибающей, а как мы выяснили на прошлой лекции — это легко сделать с помощью преобразования Гильберта. Затем создадим что-то вроде цифрового компаратора, с помощью которого зашумлённую огибающую превратим в прямоугольный цифровой сигнал. Дополним наш код:

Демодуляция ASK-модулированного сигнала

Фазовая манипуляция (PSK)

Фазовая манипуляция — манипуляция, при которой скачкообразно изменяется фаза несущего сигнала в зависимости от закодированного сообщения.

Начнём с самого простого вида — BPSK — когда у нас всего два значения фазы — и .

Смотрим, что получилось:

Каждое изменение логического уровня модулирующего сигнала приводит к скачкообразному изменению фазы несущей частоты на , а это то, что нужно.

Теперь дополним код по аналогии с предыдущим примером и построим сигнальное созвездие:

Сигнальное созвездие BPSK-сигнала:

Сигнальное созвездие BPSK-сигнала

Мы имеем два скопления точек: вокруг (-1,0) и (1,0). Эти точки как раз соответствуют повороту вектора единичной длины на и вокруг начала координат. А значит, модуляция работает корректно.

Обработка BPSK-модулированного сигнала

Демодулированный сигнал на фоне модулированного сигнала представлен ниже:

Демодуляция BPSK-модулированного сигнала

Как видим, он повторяет форму модулирующего сигнала, заданного в начале листинга, но имеет временную задержку, возникающую в КИХ-ФНЧ.

Получилось вот так:

Сигнальное созвездие сигнала с QPSK

Мы видим скопление точек вокруг значений , , , , каждая из которых соответствует положению единичного вектора, начало которого соответствует началу координат, при его повороте с шагом . Соответствие фазы и передаваемой информации будет иметь следующий вид:

Это значит, что при при той же самой символьной скорости сигнал с QPSK передаёт в 2 раза больше информации, чем сигнал с BPSK.

Сигнальное созвездие сигнала с 8-PSK

Квадратурная манипуляция (QASK)

QASK (частный случай QAM — Quadrature Amplitude Modulation) — это вид манипуляции, при которой скачкообразно изменяется как амплитуда, так и фаза несущего сигнала, что позволяет за один такт (отсчёт) передать ещё больше информации, чем в рассмотренных ранее видах манипуляции. Можно сказать, что QASK — это комбинация ASK и PSK.

Результат показан ниже:

Сигнальное созвездие сигнала с 16-QASK

Это созвездие состоит из 16 групп точек, а значит сформированный сигнал принимает все возможные значения для QASK-манипуляции 16 порядка.

Действительная и мнимая части сигнала, а также сам сигнал y можно увидеть на рисунке ниже:

Синфазная, квадратурная составляющие и QASK-модулированный сигнал

Видно, что в процессе передачи данных изменяется как амплитуда, так и фаза несущей.

Синфазная и квадратурная составляющие демодулированного QASK-сигнала

Следует обратить внимание, что при выделении синфазной и квадратурной составляющей, мы также сделали умножение на два (и получили при этом правильные амплитуды). Давайте разбираться, в чём дело. Как было сказано выше, входной сигнал был умножен на функции и . При умножении на косинус получаем сигнал:

(1)

При умножении на синус:

(2)

После применения ФНЧ косинусоидальные и синусоидальные составляющие уходят, остаётся только постоянная составляющая:

(3)

(4)

Поэтому, чтобы скомпенсировать амплитуду демодулированного сигнала, в строчках 49 и 50 мы и сделали умножение на 2.

Синий график на рисунке отображает входные данные, на основе которых был сформирован модулированный сигнал, красными крестиками — данные, полученные в результате демодуляции этого сигнала:

Сравнение данных до QASK-модуляции и после демодуляции

Как видим, два графика полностью совпадают, а это говорит о том, что реализованный нами алгоритм работает корректно.

Частотная манипуляция (FSK)

Если во всех предыдущих рассмотренных нами видах манипуляции частота несущей была постоянна, то в случае с FSK это не так. FSK — это манипуляция, при которой в зависимости от закодированного сообщения скачкообразно изменяется частота несущего сигнала.

Данный вид манипуляции считается самым помехоустойчивым, т.к. помехи чаще всего влияют на амплитуду, а не на несущую частоту. Частота логического “0” и логической “1” вычисляются по формулам:

(5)

(6)

При манипуляция называется Minimum Shift Keying (MSK) — манипуляция с минимальным сдвигом частоты.

Далее сформируем модулирующий сигнал по аналогии с тем, как мы это делали в примерах с BPSK и ASK:

Результат выполнения данного скрипта:

Из рисунка видно, что в зависимости от значения модулирующего сигнала, меняется частота несущей — это то, что нам нужно. Модулировать научились — теперь попробуем это демодулировать. Для этого умножим наш сигнал на косинусоиды с частотами f0 и f1 :

Сигналы y0 и y1 показаны ниже:

Результаты выполнения листинга “FSK-манипуляция, часть 4”

Теперь найдём разность этих сигналов и пропустим её через ФНЧ:

Результат показан ниже:

Результаты выполнения листинга “FSK-манипуляция, часть 5”

До финала осталось совсем немного — преобразовать нижний график в цифровой сигнал. Для этого, как и в случае с BPSK, воспользуемся цифровым компаратором и построим результирующий график:

Результат демодуляции показан ниже:

Как видим, оранжевый график имеет ту же форму, что и на первоначальном рисунке, но с уже привычной нам временной задержкой, возникающей в цифровом КИХ-фильтре.

Источник

Модуляция

Модуля́ция (лат. modulatio — размеренность, ритмичность ) — процесс изменения одного или нескольких параметров высокочастотного несущего колебания по закону низкочастотного информационного сигнала (сообщения).

Передаваемая информация заложена в управляющем (модулирующем) сигнале, а роль переносчика информации выполняет высокочастотное колебание, называемое несущим. Модуляция, таким образом, представляет собой процесс «посадки» информационного колебания на заведомо известную несущую.

В результате модуляции спектр низкочастотного управляющего сигнала переносится в область высоких частот. Это позволяет при организации вещания настроить функционирование всех приёмо-передающих устройств на разных частотах с тем, чтобы они «не мешали» друг другу.

В качестве несущего могут быть использованы колебания различной формы (прямоугольные, треугольные и т. д.), однако чаще всего применяются гармонические колебания. В зависимости от того, какой из параметров несущего колебания изменяется, различают вид модуляции (амплитудная, частотная, фазовая и др.). Модуляция дискретным сигналом называется цифровой модуляцией или манипуляцией.

Содержание

Виды модуляции

Аналоговая модуляция

Цифровая модуляция

Импульсная модуляция

Основные характеристики

См. также

Литература

Ссылки

Полезное

Смотреть что такое «Модуляция» в других словарях:

МОДУЛЯЦИЯ — (муз. термин). Перемена одного лада на другой, при помощи какого либо аккорда, указывающего ясно на новый лад. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. МОДУЛЯЦИЯ в музыке: переход из одного тона в другой,… … Словарь иностранных слов русского языка

МОДУЛЯЦИЯ — (от лат. modulatio мерность, размеренность), изменение по заданному закону во времени параметров, характеризующих к. л. стационарный физ. процесс. Примеры М.: изменение по определ. закону амплитуды, частоты или фазы гармонич. колебания для… … Физическая энциклопедия

МОДУЛЯЦИЯ — в музыке переход в новую тональность. Модуляция в тональности ближайших степеней родства осуществляется через общий для старой и новой тональностей аккорд, модуляции в более далекие тональности через общие аккорды промежуточных тональностей;… … Большой Энциклопедический словарь

МОДУЛЯЦИЯ — МОДУЛЯЦИЯ, в физике процесс изменения параметров одной волновой системы в соответствии с параметрами другой. Модуляция является основой радиовещания. При АМПЛИТУДНОЙ МОДУЛЯЦИИ (AM) амплитуда высокочастотной НЕСУЩЕЙ радиоволны изменяется в… … Научно-технический энциклопедический словарь

модуляция — модулирование Словарь русских синонимов. модуляция сущ., кол во синонимов: 4 • автомодуляция (1) • … Словарь синонимов

МОДУЛЯЦИЯ — (от латинского modulatio мерность, размерность) (музыкальное), переход из одной тональности в другую. Модуляция возможна благодаря наличию общих (но разнофункциональных) звуков и аккордов у различных тональностей. Система модуляции (тональный… … Современная энциклопедия

МОДУЛЯЦИЯ — в физике изменение по заданному закону во времени величин, характеризующих какой либо регулярный физический процесс. Практическое значение имеет модуляция колебаний … Большой Энциклопедический словарь

Модуляция — термин, введенный в русское стиховедение Г. А. Шенгели (см. его «Трактат о русском стихе») для обозначения своеобразных ритмических явлений, возникающих в стихе благодаря паузам между словами; например строки «Адмиралтейская игла» и «Пред… … Литературная энциклопедия

модуляция — и, ж. modulation f., нем. Modulation <лат. modulatio. 1. В музыке переход из одной тональности в другую. БАС 1. Я хочу сказать о модуляции (modulation). Сим именем называется переход из одного тона в другой, то есть, из гаммы какой нибудь в… … Исторический словарь галлицизмов русского языка

модуляция — Процесс изменения характеристики несущего волнового сигнала с целью передачи информации. [http://www.morepc.ru/dict/] модуляция Процесс, в ходе которого некоторая характеристика (амплитуда, фаза) одного радиосигнала меняется в соответствии с… … Справочник технического переводчика

МОДУЛЯЦИЯ — (от лат. modulatio мерность размеренность), размеренное, закономерное изменение, перемена состояния … Большой Энциклопедический словарь

Источник

Л4. Модуляция и демодуляция сигналов

Л4. Модуляция и демодуляция сигналов

4.1. Принципы передачи сигналов электросвязи

Перенос сигнала из одной точки пространства в другую осуществ­ляет система электросвязи. Электрический сигнал является, по су­ти, формой представления сообщения для передачи его системой электросвязи

Чтобы передать сигнал в системе электросвязи, нужно воспользо­ваться каким-либо переносчиком. В качестве переносчика естествен­но использовать те материальные объекты, которые имеют свойство перемещаться в пространстве, например, электромагнитное поле в проводах (проводная связь), в открытом пространстве (радиосвязь), световой луч (оптическая связь). На рис. 2.2 показано использование шкалы частот и волн различных типов для различных видов связи.

Таким образом, в пункте передачи (рис. 2.1) первичный сигнал s(t) необходимо преобразовать в сигнал v(t), удобный для его передачи по соответствующей среде распространения. В пункте приема выпол­няется обратное преобразование. В отдельных случаях (например, когда средой распространения является пара физических проводов, как в городской телефонной связи) указанное преобразование сигна­ла может отсутствовать.

Доставленный в пункт приема сигнал должен быть снова преобра­зован в сообщение (например, с помощью телефона или гром­коговорителя при передаче речи, электронно-лучевой трубки при пе­редаче изображения, приемной части телеграфного аппарата при пе­редаче телеграммы) и затем передан получателю.

Рис. 4.1. Система электросвязи

Рис. 4.2. Использование шкалы частот в электросвязи

Передача информации всегда сопровождается неизбежным дей­ствием помех и искажений. Это приводит к тому, что сигнал на выхо­де системы электросвязи и принятое сообщение могут в какой-то мере отличаться от сигнала на входе s(t) и переданного сообщения a(t). Степень соответствия принятого сообщения пере­данному называют верностью передачи информации.

Для различных сообщений качество их передачи оценивается по-разному. Принятое телефонное сообщение должно быть достаточно разборчивым, абонент должен быть узнаваемым. Для телевизионного сообщения существует стандарт (хорошо известная всем телезрите­лям таблица на экране телевизора), по которому оценивается качест­во принятого изображения.

4.2. Амплитудная модуляция

Запишем гармоническое колебание, выбранное в качестве несущего, в следующем виде:

(2.1)

Это колебание полностью характеризуется тремя параметрами: амплитудой V, частотой ω и начальной фазой φ. Модуляцию можно осуществить изменением любого из трех параметров по закону передаваемого сигнала.

Несущее колебание (2.1) с модулированной по закону первичного сигнала амплитудой равно: v(t) = V(t)cos(ωt + φ). Если в качестве первичного сигнала использовать то же гармоническое колебание (но с более низкой частотой Ω) s(t) = ScosΩt, то модулированное колебание запишется в виде (для упрощения взято φ = 0): V(t) = (V + kAMScosΩt)cosωt.

Рис. 4.3. Передаваемый сигнал (а), несущее колебание (б) и модулированный сигнал (в)

(2.2)

Параметр МАМ = ΔV/V называется глубиной амплитудной модуляции. При МАМ = 0 модуляции нет и , т. е. получаем немодулированное несущее колебание (2.1). Обычно амплитуда несущего выбирается больше амплитуды первичного сигнала, так что MAM ≤ 1.

На рис. 4.4 показана форма передаваемого сигнала (а), несущего колебания до модуляции (б) и модулированного по амплитуде несущего колебания (в).

Произведя в (2.2) перемножение, получим, что амплитудно-модулированное колебание

состоит из суммы трех гармонических составляющих с частотами ω, ω+Ω и ω-Ω и амплитудами соответственно V, MAMV/2 и MAMV/2. Таким образом, спектр амплитудно-модулированного колебания (или АМ-колебания) состоит из частоты несущего колебания и двух боковых частот, симметричных относительно несущей, с одинаковыми амплитудами (рис. 2.4, б). Спектр первичного сигнала s(t) приведен на рис 2.4, а.

Если первичный сигнал сложный и его спектр ограничен частотами Ωmin и Ωmax (рис. 2.4, в), то спектр АМ-колебания будет состоять из несущего колебания и двух боковых полос, симметричных относительно несущей (рис. 2.4, г).

Рис. 4.4. Амплитудно модулированные колебания и их спектры

Анализ энергетических соотношений показывает, что основная мощность АМ-колебания заключена в несущем колебании, которое не содержит полезной информации. Нижняя и верхняя боковые полосы несут одинаковую информацию и имеют более низкую мощность.

4.3 Угловая модуляция

Можно изменять во времени пропорционально первичному сигналу s(t) не амплитуду, а частоту несущего колебания:

где kЧМ – коэффициент пропорциональности; величина Δω = kЧМS – называется девиацией частоты (фактически это максимальное отклонение частоты модулированного сигнала от частоты несущего колебания).

Такой вид модуляции называется частотной модуляцией. На рис. 4.5 показано изменение частоты несущего колебания при частотной модуляции.

При изменении фазы несущего колебания получим фазовую модуляцию

где kФМ – коэффициент пропорциональности; Δφ = kФМS = МФМ – индекс фазовой модуляции.

Между частотной и фазовой модуляцией существует тесная связь.

Рис. 4.5. Исходный (а) и частотно-модулированный (б) сигналы

Представим несущее колебание в виде

, (2.5)

где φ – начальная фаза колебания, а ψ(t) – его полная фаза. Между фазой ψ(t) и частотой ω существует связь:

(2.6)

Подставим в (2.6) выражение (2.3) для ω(t) при частотной модуляции:

Величина МЧМ = Δω/Ω называется индексом частотной модуляции.

Частотно-модулированное колебание запишется в виде:

Фазо-модулированное колебание с учетом (2.4) для φ(t) следующее:

Из сравнения (2.7) и (2.8) следует, что по внешнему виду сигнала v(t) трудно различить, какая модуляция применена – частотная или фазовая. Часто оба эти вида модуляции называют угловой модуляцией, а МЧМ и МФМ – индексами угловой модуляции.

Несущее колебание, подвергнутое угловой модуляции (2.7) или (2.8), можно представить в виде суммы гармонических колебаний:

Здесь М – индекс угловой модуляции, принимающий значение МЧМ при ЧМ и МФМ при ФМ. Амплитуды гармоник в этом выражении определяются некоторыми коэффициентами Ik(M), значения которых при различных аргументах приводятся в специальных справочных таблицах. Чем больше М, тем шире спектр модулированного колебания.

Таким образом, спектр модулированной несущей при угловой модуляции даже при гармоническом первичном сигнале s(t) состоит из бесконечного числа дискретных составляющих, образующих нижнюю и верхнюю боковые полосы спектра, симметричные относительно несущей частоты и имеющие одинаковые амплитуды (рис. 4.6).

Рис. 4.7. Дискретный сигнал (а) и несущее колебание, модулированное этими сигналами по амплитуде (б), частоте (в) и фазе (г)

В случае, если первичный сигнал s(t) имеет форму, отличную от синусоидальной, и занимает полосу частот от Qmin до Qmax, то спектр модулированного колебания при угловой модуляции будет иметь еще более сложный вид.

Иногда отдельно рассматривают модуляцию гармонического несущего колебания по амплитуде, частоте или фазе дискретными первич­ными сигналами s(t), например телеграфными или передачи данных, на рис. 4.7 показан дискретный первичный сигнал (а), несущее колебание, модулированное по амплитуде (б), частоте (в) и фазе (г).

Модуляцию гармонического несущего колебания первичным сиг­ом s(t) называют непрерывной, так как в качестве переносчика выбран непрерывный периодический сигнал v0(t).

Сравнение различных видов непрерывной модуляции позволяет выявить их особенности. При амплитудной модуляции ширина спектра модулированного сигнала, как правило, значительно меньше, чем при угловой модуляции (частотной и фазовой). Таким образом, нали-

экономия частотного спектра: для амплитудно-модулированных сигналов можно отводить при передаче более узкую полосу частот.

будет показано дальше, это особенно важно при построении многоканальных систем передачи.

2.4. Импульсная модуляция

По закону передаваемого первичного сигнала можно изменять (мо­дулировать) любой из перечисленных параметров импульсной после-довательности. При этом модуляция называется импульсной.

Рис. 4.8. Периодическая последовательность узких импульсов

Рис. 4.9. Виды импульсной модуляции

Модуляцию ФИМ и ЧИМ объединяют во временно-импульсную (ВИМ). Между ними существует связь, аналогичная связи между фа­зовой и частотной модуляцией синусоидального колебания.

В качестве примера на рис. 4.10 показан спектр АИМ-сигнала при модуляции импульсной последовательности сложным первичным сигналом s(f) с полосой частот от 0 до W. Он содержит спектр ис­ходного сигнала s(f), все гармоники тактовой частоты wт (т. е. часто­ты 2wт, Зwт, 4wт и т. д.) и боковые полосы частот около гармоник так­товой частоты.

Рис. 4.10. Спектр АИМ-сигнала

Спектры сигналов ШИМ, ЧИМ и ФИМ имеют еще более слож­ный вид.

Импульсные последовательности, изображенные на рис. 4.9, называются последовательностями видеоимпульсов. Если позволяет среда распространения, то видеоимпульсы передаются без дополнительных преобразований (например, по кабелю). Однако по радиоли­ниям передать видеоимпульсы невозможно. Тогда сигнал подвергают второй ступени преобразования (модуляции).

Модулируя с помощью видеоимпульсов гармоничное несущее колебание достаточно высокой частоты, получают радиоимпульсы, которые способны распространятся в эфире. Полученные в результате сочетания первой и второй ступеней модуляции сигналы могут иметь названия АИМ-АМ, ФИМ-АМ, ФИМ-ЧМ и др.

Сравнение импульсных видов модуляции показывает, что АИМ имеет меньшую ширину спектра по сравнению с ШИМ и ФИМ. Однако последние более устойчивы к воздействию помех. Для обоснования выбора метода модуляции в системе передачи необходимо сравнить эти методы по различным критериям: энергетическим затратам на передачу сигнала, помехоустойчивости (способности модулирован­ных сигналов противостоять вредному воздействию помех), сложно­сти оборудования и др.

2.5. Демодуляция сигналов

До сих пор мы рассматривали преобразования сигнала в пункте передачи. В пункте приема (см. рис. 4.1) необходимо извлечь первич­ный сигнал из переносчика, т. е. осуществить демодуляцию принятого сигнала.

Например, при демодуляции АМ-сигнала необходимо выделить закон изменения амплитуды модулированного несущего сигнала, т. е. его огибающую. Эта операция выполняется с помощью амплитудного детектора (рис. 4.11). При линейном детектировании на вход детекто­ра с линейной вольт-амперной характеристикой (рис. 4.12, а) подает­ся АМ-сигнал (см. рис. 4.12, б), и последовательность импульсов тока детектора оказывается промодулированной по амплитуде (см. рис. 4.12, в). Высокочастотные составляющие тока отфильтровываются RC-цепью; падение напряжения на резисторе R создает только постоянная составляющая тока.

В модулированном колебании амплитуда медленно меняется по закону

следовательно, амплитуда выделяемой на резисторе R постоянной составляющей тока также будет медленно меняться во времени. Та­ким образом, выходное напряжение амплитудного детектора пропор­ционально исходному (модулирующему) сигналу.

Рис. 4.11. Амплитудные детекторы: транзисторный (а), диодный (б)

Один из способов демодуляции ЧМ-колебаний состоит в превра­щении его в АМ-колебания и последующем детектировании с помо­щью амплитудного детектора.

Рис. 4.12. Детектирование АМ-сигнала

Преобразования ЧМ-сигнала в АМ-сигнал выполняется с помощью настроенного колебательного контура. Предположим, что на колебательный контур, настроенный на определенную резонансную частоту, подаются ЧМ-колебания с постоянной амплитудой и меняющейся со временем частотой ω(t) = ω + ΔωcosΩt.

Полное сопротивление контура при каждой мгновенной частоте принимает свое определенное значение, так что амплитуда напряже­ния, выделяемого на контуре, будет изменяться во времени с изме-нпнием частоты входного ЧМ-сигнала. Это положение иллюстрирует­ся рис. 4.13, где показана частотная зависимость амплитуды напряжения на контуре VK (ω) при постоянной амплитуде входного сигнала, илменение во времени частоты ω(t) входного ЧМ-сигнала и измене­ние во времени амплитуды VK(t) ЧМ-колебания.

Таким образом, амплитуда ЧМ-колебания на выходе колебатель­ною контура изменяется во времени пропорционально модулирую­щему сигналу, т. е. частотно модулированный сигнал стал модулиро-иинным и по амплитуде. Для получения низкочастотного сигнала дос-таточно подать модулированный по амплитуде ЧМ-сигнал на амплитудный детектор.

Аналогичным образом выделение закона изменения фазы ФМ-сигнала осуществляется фазовым детектором.

Существуют и способы демодуляции импульсно-демодулированного сигнала. Все устройства, предназначенные для демодуляции сигналов, рассматриваются при изучении конкретных систем передачи и аппаратуры, входящей в состав этих систем.

Рис. 4.13. Демодуляция ЧМ-сигнала

1. Какова структура устройства передачи сообщений?

2. В чем состоит принцип амплитудной (частотной, фазовой) модуляции?

3. Чем отличается непрерывная модуляция от импульсной?

4. Как осуществляется восстановление исходного сигнала из модулирован­ного?

Источник