7) Виды модуляции сигналов и спектры модулированных колебаний. Манипуляция сигналов.

Процесс преобразования первичного сигнала заключается в изменении одного или нескольких параметров несущего колебания по закону изменения первичного сигнала (т.е. в наделении несущего колебания признаками первичного сигнала) называется модуляцией.

А мплитудная модуляция.

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

Это колебание полностью характеризуется тремя параметрами: амплитудой V, частотой и начальной фазой . Модуляцию можно осуществить изменением любого из трех параметров по закону передаваемого сигнала. Изменение во времени амплитуды несущего колебания пропорционально первичному сигналу s(t), т.е. , где – коэф-т пропорциональности, называется амплитудной модуляцией.

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

Угловая модуляция.

Можно изменять во времени пропорционально первичному сигналу частоту несущего колебания:

, , – девиация частоты (мах отклонение модулированного сигнала от частоты несущего колебания). Такая модуляция называется частотной.

При изменении фазы несущего колебания получим фазовую модуляцию. , где – коэф-т пропорциональности.

При АМ ширина спектра модулированного сигнала, как правило, значительно меньше, чем при ЧМ и ФМ. Т.о. на лицо экономия частотного спектра: для АМ сигналов можно отводить при передаче более узкую полосу частот.

Импульсная модуляция.

Часто в качестве переносчика используют периодическую последовательность сравнительно узких импульсов. Параметры такой последовательности: V – амплитуда, -длительность импульсов, - тактовая частота. По закону передаваемого первичного сигнала можно изменять любой из перечисленных параметров. При этом модуляция называется импульсной.

Различают: Амплитудно-импульсную модуляцию, широтно-импульсную модуляцию (меняется ширина импульсов), частотно-импульсную, фазо-импульсную.

АИМ имеет меньшую ширину спектра по сравнению с ШИМ и ФИМ. Однако последние более устойчивы к воздействию помех.

Манипуляция сигналов:

При дискретном изменении управляющего колебания модулируемые параметры несущей будут изменяться скачком. В этом случае вместо термина «модуляция» применяется термин «манипуляция», а само колебание называется манипулированным. В частности манипуляция – это модуляция несущего колебания посылками постоянного тока прямоугольной формы. Дискретное манипулирующее колебание может иметь вид униполярных или биполярных прямоугольных импульсов. Для описания двух возможных состояний обычно использую символы +1 и -1 или 1 и 0.