Тема 1.3. Виды модуляции и их сравнительный анализ Амплитудная модуляция

При АМ по закону передаваемого сигнала изменяется амплитуда ВЧ сигнала.

i_a = I_m · cost;

I_m = I_{a мол} + ∆I_a · cosΩt = I_{a мол} (1+∆I_a/ I_{a мол}· cosΩt ) = I_{a мол} (1 + m·cosΩt).

I_a = I_{a мол} (1+ m·cosΩt) · cosωt.

АМ характеризуется коэффициентом глубины модуляции

m = ∆I_a/I_{a мол} · 100%.

Максимальный коэффициент глубины модуляции 100%, чем ближе к 100%, тем лучше помехоустойчивость и дальность радиосвязи.

Если коэффициент глубины модуляции больше 100%, то возникает перемодуляция, что недопустимо, так как возникают искажения.

Достоинства АМ:

1. самый простой вид модуляции,

2. относительно малая ширина канала (малая ширина спектра ВЧ сигнала).

Недостатки АМ:

1. плохая помехозащищенность, так как при распространении сигнала в пространстве помехи вызывают паразитные изменения амплитуды,

2. нерациональное использование энергии передатчика (мощность передатчика велика, а дальность мала).

Однополосная модуляция

ОПМ является разновидностью амплитудной модуляции. При однополосной связи (ОПС) используется только одна из боковых составляющих, в которой заложена передаваемая информация, то есть происходит линейный перенос спектра модулирующего информационного сигнала в область высоких частот.

Достоинства ОПМ:

1. рациональное использование энергии передатчика, так как вся энергия тратится на излучение только одной боковой составляющей,

2. уменьшается ширина канала, что позволяет повысить помехоустойчивость.

Недостаток ОПМ: усложнение схемы РПДУ.

Частотная модуляция

При ЧМ по закону передаваемого сигнала изменяется частота ВЧ сигнала, а амплитуда остается постоянной.

Максимальное отклонение частоты от среднего значения называется девиацией.

i_a = I_m · cos(t+₀) = I_m · cos((₀+cos t)t+₀),

 = ₀ + cos,

девиация ∆ω = ₀ - .

Насколько сильно изменяется частота ВЧ сигнала относительно модулирующей частоты, характеризуется индексом ЧМ

m_f = f/F_в.

В зависимости от величины индекса ЧМ различают узкополосную и широкополосную ЧМ.

Узкополосная чм

При узкополосной ЧМ (УПЧМ) частота ЧМ сигнала изменяется незначительно

f  F_в.

Индекс ЧМ m_f  1; девиация f = m_f · F_в.

Спектр ЧМ сигнала имеет множество спектральных составляющих, значение которых зависит от индекса ЧМ. Причём ширина спектра зависит от индекса ЧМ и модулирующей частоты.

Достоинство: малая ширина канала, можно применять в любом диапазоне частот.

Недостаток: плохое качество воспроизведения информационного сигнала при приёме, так как частота слабо изменяется.

УПЧМ широко используется в радиосвязи.

Широкополосная чм

При широкополосной ЧМ девиация f  F_в; индекс ЧМ m_f  1.

Характеризуется тем, что частота ЧМ изменяется в достаточно больших пределах. Ширина канала также равна f = m_f · F_в.

Достоинство: лучшее качество воспроизведения принятого информационного сигнала.

Недостаток: большая ширина канала.

Применяется в радиовещании, в диапазоне УКВ.

Общее достоинство ЧМ перед АМ: более высокая помехоустойчивость, следовательно, и дальность радиосвязи.