1 Амплитудно-импульсная модуляция.

При изменении амплитуды, длительности, частоты следования или положения каждого импульса во времени по отношению к моментам отсчета (дискретизации) получают тот или иной вид импульсной модуляции. При амплитудно-импульсной модуляции (АИМ) по закону модулирующего сигнала изменяется амплитуда импульсов, а длительность я частота следования остаются постоянными.Различают АИМ первого и второго рада (АИМ-1, АИМ-2). При АИМ-1 амплитуда импульса изменяется в пределах его длительности в соответствии с огибающей непрерывного сигнала (рисунок 2.9, а).

При АИМ-2 амплитуда импульса в пределах его длительности постоянна и соответствует значению модулирующего сигнала в момент начала отсчета (рисунок 2.9, б)Частотный спектр АИМ-1 для однополярных прямоугольных импульсов длительностью τ_и, модулированных синусоидальным сигналом с частотой Ω, показан на рисунке 2.10. Как видно, в отличие от немодулированной импульсной последовательности, в спектре появляются боковые частоты около частоты дискретизации и ее гармоник, а также спектр модулирующего сигнала. Таким образом, задача восстановления непрерывного сигнала из последовательности его дискретных отсчетов заключается в фильтрации спектра модулирующего сигнала с помощью ФНЧ с частотой среза Ω_max.При дискретизации сложного сигнала со сплошным спектром частотные спектры сигналов АИМ-1, АИМ-2 (рисунок 2.11) будут содержать все составляющие модулирующего сигнала и боковые полосы частот около частоты дискретизации и ее гармоник. При этом следует обратить внимание на различие частотных спектров АИМ-1 и АИМ-2.

Спектральный состав сигналов АИМ-2 по своей структуре не отличается от структуры спектра сигналов АИМ-1, однако при АИМ-2 изменение спектральных составляющих модулирующего сигнала и боковых полос зависит от длительности импульса τ_и, что в принципе приводит к амплитудно-частотным искажениям демодулированного из АИМ-2 сигнала при τ_и > 0,2Тд.

В реальных ЦСП τ_и < 0,1Тд и спектры совпадают практически полностью, а амплитудно-частотные искажения при демодуляции сигналов АИМ-2 незначительны.

При дискретизации сигналов телефонных сообщений и сигналов вещания дискретные отсчеты представляют собой последовательности разнополярных импульсов переменной амплитуды. При таком виде АИМ сигналов в их спектре отсутствуют составляющие частоты дискретизации и ее гармоник.

2 Параметры импульсной последовательности.

Последовательность прямоугольных импульсов (ППИ) одного знака (рисунок 2.7 ,а) характеризуется следующими параметрами: амплитудой U, длительность импульса τ_и, периодом следования Т, частотой следования Fc, круговой частотой следования w, скважностью Q.

Частотный спектр такой последовательности импульсов при постоянных параметрах является дискретным, т. е. состоящим из от дельных частот, кратных частоте следования импульсов (рисунок 2.7, б), а также содержит постоянную составляющую, значение которой зависит от скважности и амплитуды импульсов.

Ширина частотного спектра импульсной последовательности при допустимых искажениях их формы может быть ограничена частотой, зависящей от длительности импульса (рисунок 2.8).

Таким образом, чем короче импульс, т. е. чем меньше его длительность, тем шире его частотный спектр и тем больше гармоник частоты следования содержится в его спектре. Амплитуда частоты следования или ее гармоник может быть определена из формулы