11

Системи передачі даних

Лабораторна робота № 4

Тема: Дослідження особливостей функціонування різних типів модуляторів

сигналів у системах передачі даних (частина 1).

Мета: Ознайомитись та вивчити основні типи модуляції сигналів

Теоретичні відомості

Для передачі повідомлень по каналу зв'язку, крім кодування, у багатьох випадках потрібне ще одне перетворення інформаційного сигналу, яке називається модуляцією (від латинського modulatio — мірність) на стороні передавача, і демодуляцією — на приймальні. Особливо необхідність в модуляції виявляється в радіоканалах, в яких немодульований інформаційний сигнал не може передаватися через умови поширення радіохвиль у вільному просторі (ефірі): для цього потрібний високочастотний сигнал-носій, який за допомогою антенний пристроїв допустимих розмірів здатний випромінюватися в ефір. Такими ж властивостями володіє і сигнал-носій, що промодулюється інформаційним сигналом.

У початковому|вихідному| стані|достатку| сигнал-носій є як би чистою поверхнею, підготовленою до нанесення необхідних даних при модуляції, коли змінюється який-небудь один або декілька (при складній модуляції) його параметрів відповідно до інформації, що передається.

В загальному|загальному| випадку, при використанні в якості носія постійного струму|току| є|наявний| два інформаційні параметри — величина напруги|напруження| і його поляр­ність|, у випадку коливання|вагання| (наприклад, змінна напруга|напруження|) — амплітуда, фаза і частота, у випадку|у разі| послідовності імпульсів — амплітуда, фаза, часто­та| слідування|проходження|, тривалість імпульсів або пауз, число імпульсів, комбінації імпульсів і пауз, що відображають|відбивають| певний код. Залежно від вигляду|виду| сигналу-носія| розрізняють наступні|слідуючі| види модуляції:

AM| — амплітудна модуляція (AM| — amplitude| modulation|).

ЧМ — частотна модуляція (FM| — frequency| modulation|).

ФМ — фазова модуляція (РМ — phase| modulation|); ЧМ і ФМ часто назива­ють| кутовою модуляцією.

АІМ — амплітудноімпульсна модуляція (РАМ — pulse-amplitude| modulation|); по суті, є|з'являється| процесом квантування безперервного сигналу за часом з|із| варіантами АІМ-1, коли верхні ділянки імпульсів (амплітуди) повторюють форму модулюючої функції, і АІМ-2, коли амплітуда| імпульсу залишається незмінною і визначається значенням модулюючої функції на початку імпульсу.

ЧІМ — частотно-імпульсна модуляція (PFM| — pulse-frequency| modulation|);

ЧсІМ — часово-імпульсна| модуляція (РТМ — pulse-time| modulation|);

ШІМ — широтно-імпульсна модуляція (PDM| — pulse-duration| modu­lation|); є|з'являється| частковим випадками ЧсІМ; інформаційним параметром при ШІМ служить ширина імпульсів або пауз; є|наявний| різновиди: симетрич­на| ШІМ-С (при незмінному періоді дотримання|проходження| імпульсів) і ациклічна ШІМ-А (при періоді дотримання|проходження| імпульсів, що не фіксується);

ФІМ — фазово-імпульсна| модуляція (PPM| — pulse-phase| modulation|); є| окремим випадком ЧсІМ; інформаційним параметром при ФІМ служить відстань між першим (опорним|) і другим (інформаційним) імпульсами кожного періоду; окремим випадком є|з'являється| ациклічна ФІМ-А (при нефік­сованому| періоді дотримання|проходження| імпульсів). ШІМ-А і ФІМ-А вважаються|лічать| найбільш економічними, оскільки в них практично відсутні невживані проміжки часу.

КІМ — кодово-імпульсна| модуляція (PCM| — pulse-code| modulation|) - |є|з'являється| процесом квантування безперервного сигналу за часом і рівнем, для перенесення|переносу| якого може бути використаний будь-який вид модуляції носія, параметри якого відображують|відображають| кодові комбінації; поєднує|сполучає| будь-який вид імпульсної модуляції з|із| кодуванням по якій-небудь системі;

РІМ — рахунково-імпульсна модуляція (PNM| — pulse-number| modulation|): є|з'являється| окремим випадком КІМ.

Сигнали імпульсної модуляції можуть мати високочастотне заповнення — сигнал несучої частоти. У зв'язку з цим застосовують подвійні позначення виду модуляції, наприклад АЇМ-ЧМ, КІМ-ФМ і т. д., де друге позначення ­відноситься| до виду модуляції сигналу несучої.

При описі сигналу деякою кількістю параметрів частина|частина| з|із| них мо­же| бути детермінованою, тобто відомою заздалегідь|наперед|, а частина |чавипадковою, тобто не­сучою| інформацію. При тривалому існуванні сигналу він може розглядатися| на певному інтервалі як детермінований.

Для представлення спектру досить змальовувати тільки позитивну смугу частот, що визначає ширину спектру сигналу. Цей параметр є одним з основних, оскільки він визначає ступінь узгодження сигналу з апаратурою обробки інформації (каналом); для виключення втрати інформації ширина спектру не повинна перевищувати смугу пропускання каналу.