14.Критерии помехоустойчивости приема непрерывных сообщений.

15.АМ – сигналы, их временное и спектральное представление. Детектирование АМ - сигналов.

Амплитудная модуляция

Модуляция в системах связи используется тогда, когда непосредственная передача первичного сигнала по линии связи оказывается невозможной. Согласование передаваемого сигнала с характеристиками линии связи достигается использованием колебания, которое хорошо распространяется в имеющейся линии связи. Один или несколько параметров этого колебания связывают с первичным сигналом. Такое колебание называют переносчиком, процесс изменения его параметра(ов) – модуляцией, первичный сигнал – модулирующим, а получаемый вторичный сигнал – модулированным.

В качестве переносчика широко применяют гармоническое несущее колебание , обладающее тремя параметрами: амплитудой А, частотой  и начальной фазой . Соответственно возможны три простых вида модуляции: амплитудная, частотная и фазовая. При амплитудной модуляции первичный сигнал отображают в амплитуде (огибающей) А несущего колебания следующим образом

Соответствие имеет место только при

Соотношение характеризует глубину модуляции. .

Модулированный сигнал называют простым, если в качестве модулирующего сигнала использовано гармоническое колебание. Таким образом, простой АМ сигнал_имеет_вид

, (3.2)

где U_н – амплитуда несущего колебания,

m – коэффициент (глубина) модуляции, .

Для получения спектра сигнала простого АМ сигнала достаточно в выражении (3.2) раскрыть скобки

.

Таким образом, спектр простого ам сигнала содержит несущее и два боковых колебания , где – частота модулирующего_сигнала.

1. Спектр ам сигнала содержит:

а) несущее колебание на частоте _н,

б) верхнюю боковую полосу (ВБП), представляющую собой спектр модулирующего сигнала , смещённый по оси частот вверх на _н,

в) нижнюю боковую полосу (НБП), являющуюся «зеркальным отражением» ВБП относительно _н.

2. Ширина спектра ам сигнала вдвое больше максимальной модулирующей частоты

Амплитудная модуляция относится к линейным видам модуляции вследствие линейной зависимости модулированного сигнала от модулирующего

минус-низкая энергетическая эфективность. решение: исключении из спектра АМ сигнала несущего колебания. В результате получаем двухполосную передачу с подавленной несущей. Получение такого двухполосного сигнала весьма просто – достаточно из модулирующего сигнала исключить постоянную составляющую (если она есть), используя, например, разделительный конденсатор и умножить его на несущее колебание.

.

Нижняя боковая полоса спектра явл. «зеркальным отражением» верхней, т.е. не содержит никакой дополнительной информации о модулирующем сигнале. Отсюда возникает возможность передачи сигналов с помощью однополосной модуляции (ОМ).

При этом безразлично какую из двух полос ВБП или НБП использовать при однополосной передаче.

Детектирование

В спектрах АМ сигналов нет низкочастотной составляющей, соответствующей исходному моделирующему сигналу. Для того чтобы восстановить сигнал сообщения, необходимо осуществить детектирование – процесс, обратный модуляции. Детектирование, как и модуляция, - нелинейное преобразование сигнала. Нелинейный элемент обогащает спектр выходного сигнала новыми спектральными компонентами, а фильтр выделяет низкочастотные компоненты. В качестве нелинейных элементов чаще всего используются полупроводниковые диоды

Рассмотрим детектирование АМ сигналов. На рис. 1 приведены схемы амплитудных детекторов.

Рис. 1. Схема последовательного – (а) и параллельного – диодных АМ детекторов

Важными характеристиками и параметрами амплитудных детекторов являются следующие:

1. Семейство выпрямительных характеристик .

2. Коэффициент передачи для немодулированного сигнала.

3. Коэффициент передачи для модулированного сигнала, где - амплитуда выходного напряжения детектора.

4. Входное сопротивление детектора , где - ток первой гармоники.

5. Выходное сопротивление детектора .

6. Частотные и фазовые искажения.

7. Нелинейный искажения сигнала , где - мощности гармоник выходного сигнала, выделяемые на сопротивлении нагрузки детектора.

8. Коэффициент подавления несущего колебания . Величина зависит от схемы детектора, параметров фильтра, вида и режима работы детектора.

Возможны два режима работы детектора: квадратичный и «линейный». При подаче на вход детектора АМ сигнала с малой амплитудой ( В) реализуется квадратичный режим. Детектирование слабых сигналов называют квадратичным потому, что амплитуда составляющей низкой частоты пропорциональна квадрату амплитуды несущей частоты. Коэффициент гармоник при квадратичном детектировании значителен. Таким образом, у линейного диодного детектора отсутствуют нелинейные искажения. К тому же коэффициент передачи у линейного детектора выше, чем у квадратичного