2. Модуляция и демодуляция радиосигнала

Общий вид радиосигнала:

,

где А(t) -амплитуда, _S0 - несущая частота, _S0 - фаза сигнала.

При передаче сообщений используется амплитудная (АМ), фазовая (ФМ) и частотная (ЧМ) модуляция.

1. Амплитудная модуляция

Изменяется амплитуда А(t). Предельное изменение амплитуды А. Величина, характеризующая изменение амплитуды А/А называется глубиной модуляции.

При амплитудной модуляции спектр сигнала имеет дополнительные составляющие _S0   ( - боковые частоты).

Выделение информационного сигнала А(t) из радиосигнала на несущей частоте называется демодуляцией или детектированием (выделение огибающей радиосигнала).

Использование- радиовещание, телевидение.

3. Частотная модуляция.

,

где _S – девиация частоты.

Величина _S/_S0 называется глубиной модуляции. Обычно она <<1.

Спектр сигнала как при амплитудной модуляции: _S0  .

Выделение информационного сигнала (t) из радиосигнала на несущей частоте осуществляют частотным детектированием. В частотном детекторе используется левый пологий склон АЧХ усилителя с колоколообразной формой АЧХ. На выходе усилителя получают информационный сигнал в виде изменения амплитуды А(t).

2. Фазовая модуляция.

_s(t) =_s0 + _s(t)

Фазовая модуляция используется редко, в основном в системах специального назначения. Эффективна в телеграфных и цифровых сообщениях при наличии помех. Для фильтрации используются узкополосные фильтры и фильтры на поверхностных ультразвуковых волнах.

Обычно спектр радиосигнала имеет нормальное распределение, а ширину спектральной полосы _S0 определяют по уровню 0,5 от максимального значения _S0 спектральной кривой S().

Оптимальный (квазисогласованный) фильтр для таких сигналов должен иметь полосу пропускания _S00,5_S0 .

Частота наименее подвержена искажениям атмосферных помех. По этому сигналы при частотной модуляции наиболее помехоустойчивы.

Помехоустойчивость и качество приема определяется отношением «сигнал/шум» на выходе фильтра. Для согласованных фильтров отношением «сигнал/шум» на выходе на выходе фильтра можно оценить по формуле:

,

где P_{s вх} и P_{s вых} - мощности сигнала на входе и выходе фильтра, P_{п вх} и P_{п вых} - мощности помехи на входе и выходе фильтра, f_s и f_s - несущая частота и спектральная полоса сигнала.

4. Импульсная модуляция

Импульсная модуляция может быть амплитудная (АИМ), частотная (ЧИМ) и фазовая (ФИМ) модуляция. Информация заложена в амплитудах импульсов, их временном положении, или ширине. Она применяется в дискретных системах передачи информации (телеграф, факс, факсимиле). Преимущество АИМ в том, что в импульсах развивается большая мощность, что способствует перекрытию помех при низкой средней мощности. При этом возрастает широкополосность сигналов, что требует применения широкополосных фильтров, имеющих пониженную фильтрационную способность. Повышение скорости передачи при всех видах модуляции ведет к увеличению широкополосность сигналов.

5. Манипуляция

Для передачи дискретных сигналов используется скачкообразное изменение параметра с одного фиксированного значение на другое (манипуляция). Используется амплитудная (АМ), фазовая (ФМ) и частотная (ЧМ) манипуляция.

В цифровых системах передачи информации наиболее часто применяют частотную манипуляцию (работа на двух длинах волн _S0 и _S1, соответствующих логическим 0 и 1). Такие РТС позволяют использовать очень узкополосные фильтры, однако при высокой скорости передачи данных полосу пропускания приходится расширять.