4.2. Спектр дам-сигнала

В спектре такого сигнала так же, как и в спектре сигнала с аналоговой амплитудной модуляцией, содержится колебание на несущей частоте и гармонические колебания в двух боковых по­лосах, т.е. спектр является симметричным относи­тельно несущего колебания с частотой ω_p (fig. 4.14):

Рис. 4.14

ДАМ-сигналы обладают самой низ­кой помехоустойчивостью среди всех сигналов с дискретными видами модуляции, и в этом заключается их недостаток. Кроме того, в спектре этих сигналов содержатся две боковые полосы, поэтому для их передачи необходима полоса частот, которая долж­на быть вдвое больше, чем полоса для передачи низкочастотного сигнала. Следовательно, по аналогии с однополосной аналоговой модуляцией мoжнo использовать однополосную дискретную амплитудную модуляцию.

4.3. Структура модулятора

Моду­ляция и демоду­ляция сигналов с дискретной амплитудной модуляцией осущест­вляются с помощью методов и схем, рассмотренных ранее при­менительно к аналоговой амплитудной модуляции. В случае, когда A(t) принимают только зна­чения 1 и 0 тогда в качестве модулятора можно использовать управляющий электронный ключ (рис. 4.15):

Рис. 4.15

Если A(t)=1 тогда на выходе модулятора поступает несущий сигнал, а если A(t)=0, модулированый сигнал принимает нулевое значение.

§5. Дискретная фазовая модуляция (дфм)

5.1. Математический аппарат модуляции

Дискретная фазовая модуляция в настоящее время является одним из наиболее широко при­меняемых видов модуляции сигналов. Математическая модель сигнала в этом случае имеет вид:

(4.34)

где U_p – амплитуда несущего сигнала, M – число возможных вариантов фазы сигнала, m=1÷M.

В частном случае, когда M=2, математическая модель сигнала имеет вид:

(4.35)

где φ – начальная фаза несущего сигнала.

Из (4.35) легко заметить, что S₁(t)=-S₀(t). Временная диаграмма этого сигнала пред­ставлена на рис. 4.16. При каждой очередной перемене по­лярности модулирующего сигнала происходит смена информационной фазы, которая принимает значения либо 0, либо 180⁰

Рис. 4.16

При M>2, сигнал S(t) имеет достаточно сложный вид, и изображать его графически как функцию времени оказывается неудобно.

5.2. Спектр дфм-сигнала

Определим спектр только для двоичного модулированного сигнала. При двоичной фазовой модуляции, когда информационная фаза принимает значения 0⁰ или 180⁰, в спектре сигнала отсутству­ет колебание на несущей частоте (рис. 4.17). Этот спектр становится похожим на спектр сигналов с балансной амплитудной модуляцией, где также нет несущего колебания.

Рис. 4.17

В других случаях, когда информационная фаза принимает иные значения, например π/2, спектр ДФМ-сигнала так же, как спектр ДАМ-сигнала, будет содержать несущее колебание и боковые составляющие (рис. 4.18).

Рис. 4.18

5.3. Структура модулятора и демодулятора

Схема двоичного ДФМ-модулятора пред­ставлена на рис. 4.19. Модулятор включает в себя генератор высокочастотного гармонического колебания, соеди­ненный с одним ключом непосредственно, а с другим - через фазовращатель на 180. Первый из ключей открывается управля­ющими 0, а второй - 1. В результате на выходе модулятора образуются сигналы, фазы которых изменяются в моменты смены полярностей модулирующего сигнала.

Рис. 4.19

Для приема ДФМ-сигналов может применяться нелинейный преобразователь, который реализуется на основе схемы перемножения сигналов. В общем случае процедура демодуляции ДФМ-сигналов сводится к двум операциям:

• перемножению входного колебания, являюшегося смесью сигнала и помех, с опорным сигналом, который вырабатывается генератором в приемнике; Г Ф

• выделению необходимой составляющей с помощью фильт­ра.

Схема ДФМ-демодулятора пред­ставлена на рис. 4.20.

Рис. 4.20

Основной недастоток ДФМ заключается в формировании опорного колебания приемника. Это колебание, в том числе по частоте и начальной фазе, должно совпадать с аналогичными параметрами принимаемого сигнала, который в процессе передачи по каналу связи под­вергается воздействию случайных помех.