Импульсно-кодовая модуляция (икм)

Значения выборок сигнала, в результате дискретизации по времени и квантования по уровню, преобразуются в двоичные кодовые слова.

Биты кодовых слов преобразуются в видеоимпульсы. Различные варианты такого представления называют кодами канала (line code).

Влияние характеристик канала на вид цифрового сигнала демонстрирует «глазковая» диаграмма,

К кодам канала предъявляются требования:

- отсутствие постоянной составляющей,

- способность к самосинхронизации – формированию тактовых (символьных) импульсов по фронтам принятого сигнала,

- минимальная ширина частотной полосы,

- высокая помехоустойчивость и возможность обнаружения ошибок без введения избыточности.

Аналоговая амплитудная модуляция

Модулирующий сигнал

М – коэффициент глубины модуляции

Принцип работы детектора

Перемодуляция

Спектр сигнала с амплитудной модуляцией

U_AM(t) = [1 + McosΩt]cosωt = cosωt + 0,5Mcos(ω + Ω)t + 0,5Mcos(ω - Ω )t

При сложном модулирующем колебании, спектр которого занимает полосу с максимальной частотой Ω_m, весь спектр модулирующего сигнала переносится в область высоких частот с расширением полосы до 2 Ω_m

Недостатки амплитудной модуляции:

– удвоенная частотная полоса,

– на информационную часть сигнала приходится малая доля мощности всего сигнала

Принцип построения АМ-модулятора

При большом сигнале характеристику транзистора можно считать

кусочно-линейной

Амплитудная модуляция с подавлением несущей

(балансная модуляция)

синхронный детектор

U_АМ(t) = cosΩt cosωt = 0,5cos(ω + Ω)t + 0,5cos (ω - Ω)t.

При отрицательном модулирующем сигнале знаки огибающей модулированного сигнала и модулирующего сигнала противоположны, но противоположны и знаки опорного и несущего колебания. Благодаря этому первичный сигнал восстанавливается правильно, несмотря на то, что огибающая модулированного сигнала отличается по форме от первичного сигнала.

Амплитудная модуляция с передачей одной боковой полосы (обп, ssd – single side band)

Угловая модуляция

Угловая модуляция реализуется как фазовая или частотная. Пропорционально модулирующему сигналу s(t) вводится добавка к угловой частоте или к начальной фазе:

Частота – скорость изменения полной фазы:

Сигналы с фазовой и частотной модуляцией:

Поправка к фазе несущего колебания пропорциональна модулирующему сигналу при фазовой модуляции и интегралу от модулирующего сигнала при частотной модуляции.

Максимальные поправки к частоте и к фазе немодулированного колебания называют девиацией частоты (ω_d) и девиацией фазы (φ_d).

Сигналы с частотной и фазовой модуляцией однотональным гармоническим сигналом по своему виду неразличимы:

если то ЧМ-сигнал с девиацией частоты ω_d можно представить как ФМ-сигнал с девиацией фазы φ_d = ω_d/Ω:

Если то и ФМ-сигнал (девиация фазы φ_d) можно представить как ЧМ-сигнал (девиация частоты φ_dΩ).

Параметр m = ω_d/Ω (девиация фазы) называют индексом однотональной угловой модуляции.

Сигналы с однотональной гармонической модуляцией (ЧМ, ФМ) описывают одним и тем же выражением .