2. Цифрлық модуляция әдістері. Көппозициялық модуляция: nФм

Көппозициялы сигналдар беру

Жоғарыда келтірілген талдау, жылдамдығы и=1/Т мәліметтердің изохронды сигналдарын екілік беру үшін, минимум 0-ден <о_ы <тс/Т-ға дейін нсмесе /„ < 1/2Г-ға дейін Найквист жолағы керек екенін көрсетеді. Яғни, хабар бсрудің меншікті жылдамдығы у/ /_ү <2битс~^] I Гц облысында жатады. Практикалық түрде 2бит-с'⁽ІГц шектік мәнге тек парциалды санаулар әдістерінің негізінде ғана қол жеткізуге болады.Жоғарыда жиілік жолағын колдануға байланысты айтылғандардың бәрі мәліметтердің изохронды сигналына екілік беру үшін дұрыс болады, онда сипаттамалық мәндер, логикалық 0 мен 1 ге сәйкес 0 және сі немесе -<1 және +гі (іолып табылады. Егер п биттерді топқа жинаса, онда оларды беру үшін т=2" сшгаттамалық мэндер қажет болады. Бүл жағдайда көппозициялы беру туралы айтады. Ол жағдайда қарастырылған сигналдарды құрудын, барлық әдістеріне қолданыла алады. Осы кезде берудің меншікті жылдамдығы :

Көппозициялы хабар беруде, сипаттамалық мәндерді, олардың арасындағы интервалдар бірдей болатындай етіп таңдайды, мысалы, 8 позициялы хабар беру жағдайында

Сонда, бөгеуілдер әсерінен эрбір мәннің көршілеске өту ықтималдығы олардың беру үші бірдей. Биттер тобынның сигналдары сипаттамалық мәндерге сэйкес келтіру үшін көбінесе Грей коды қолданылады, осы кезде көрші сипаттамалық мәндердің {Ь} кодтары тек битте үдсамайды. Мысалы, 8 позициялы хабар беруде кодалау келесі ереже бойынша іске асырылады

Биттертобы 011 001 000 100 101 111 110 010

Сигналдың сипатгамалық мәні 7ё 5(1 Зй й -<3 -Зй -5<і -7(1

Осылай кодалағанда, сипаттамалық мәндердің біреуінде осы мэн көршілеске ауысқанда тек 1 битте қателік әкеледі.

11.9 Фазалық манипуляция

Тү.рак?ы жанамасы бар сигналдарының бұрыштық модуляция здістерінің екінші категориясын фазалыц манипуляцш деп атайды (ФМ). Екі деңгейлік фазалық манипуляцияны (2-ФМ) көрсеткенде біз ФМ-ң формаларының біреуін карастырдык. Екілік цифрлық сигналды түрлендіру үшін 2-ФМ кезінде эрбір тактілік интервалда, 180°-қа ерекпіеленетін екі фазаньщ біреуі колданылады. Сонымен бірге көпдеңгейлі фазалық манипуляция да мүмкін. Көпдеңгейлі фазалық манипуляцияның белгілі мысалдары 4-ФМ және 8-ФМ болып табылыды.

Хабар берудің сапасына қойылатын талаптары жоғары болғанда және ақпаратты берудің аралық тығыздықтарда қолдау үшін фазалық манипуляция көбінесе қолданылады. Алғашында фазалық манипуляцияны деңгейдің өзгеруіне тәуелсіз тұрақты жанамасы болғандықтан және қателіктердің жақсы сипаттамасы үшін колданатын. 2-ФМ және 4-ФМ-де сигнал-шу (ЕоЛМо) қатынасы көзқарасында қателердің оптималды сипаттамасын береді.

1 1.10- сурет. Фазалық манипуляция: а - 2-ФМ; б - 4-ФМ

п -деңгейлі фазалық манипуляция үшін жалпы ернек (11.10) формулада корсетілген. Бүл формулада модуляция 100%-ті деп болжамдалынады, яғни фазаның бір интервалдан келесі ығысуы -180°-тен +180°-қа дсйін кезкелген мән ала алады. Тек көрші фазаға ауысуға мүмкін болатын төмендетілген индекстерде фазалық манипуляциясы бар жүйелер болуы мүмкін. А<р = 2я/п- сигналдың көрші фазалар арасындағы ығысу, тд(і) - БВН тұрақты тоқтың симметриялы импульстер түрінде п - деңгейлі сигнал, ал деңгейлер мәні ±1,±3, тең.2-ФМ, 4-ФМ сигналдар мысалдары, 4-ФМ бар жүйеде сигналдардың беру жылдамдығы 2-ФМ кездегі сиволдарды беру жылдамдығының дәл жартысын қүрайтын жағдай үшін 11.9-суретте көрсетілген, сондыктан екілік сигналдардағы хабар берудің жылдамдығы бірдей болады. Сол (11.10-суретте) формулада анықталғандай фазалары берілетін сигналға сәйкес келетін косинусойдалы тербелістің фазалық диаграммалары көрсетілген. Фазалардың басқаша орналасуы да мүмкін. Бірақ, көрсетілген фазалар, 4-ФМ типті модуляцияны цифрлық сигналды модуляцияның басқа түрімен байланыстырады.Сиіналдар квадраттын көрсету. Аты қалыпты болмаса да, сигналды квадратты көрсету, ФМ бар сигналдарды және басқа да көптеген модуляцияланған цифрлық сигналдарды бейнелеудің қуаты және өте қолайлы одісі болып табылады.

11.11- сурет. 8-ФМ бар сигналдың фазалық диаграммасы

Сигналдың квадраітык көрсетуінің мэні, нөльдік бастапқы фазалары бар синусойдалы жэне косинусойдалы тербелістердің сызықтық комбинациясы сияқты, фазасы бар синусойдалы тербеліс ернегінде көрсетілген. Бұл келесі тригонометриялық теңдікпен шығады

соз(з және зіп(/> тактілік интервалда константа сияқты болады, яғни соз<у₍./ және зтш_сі сигналдарының сызықтық комбинация түрінде сов(а_сі + <р) өрнегінде коэффициенттер болып табылады. совш,.і мен 5тт_сі бір-біріне катысты 90 ығысқан болғандықтан, олар фазалык диаграммада ортогональді (олар « квадратурада » болады деп атайды) сова>_сі және зіп<э_сг екі еселі фазалық диаграммада базалық векторлар болады. Косинусойдалы сигналдар әдетте «фазадағы» сигнал немесе «В-сигнал», ал синусойдалы сигналды -«квадратурадағы » сигнал немесе «К-сигнал» деп атайды. 11.6-кестеде 11.10-суретге көрсетілген. 11.6-кестеде, 11.10-фазальщ диаграммадағы сияқты сигнал фазалары қолданылатын, 8-ФМ бар жүйелер үшін сэйкес көрсетулер берілген. Фазалық диаграммадағы бұрулар сағат тілінде қарсы бүрылады деп болжамдалынады, сондықтан синусойдалы функция косинусойдалыдан 90°-ке қалады.

11.6 - кесте. 8-ФМ типті модуляция ұшін сигналдың квадратуралық

Түрлі эдістердің модуляциясының іске асуын талдаганда, концепцияны жазғанда, осы тараудың келесі материалының кеп бөлігі, сигналдардың квадратуралық көрсетулеріне айтарлыктай сүйенеді.Модулятордың жүзуге асу әдістері. ФМ модуляторларының бір қатар жүзеге асу әдістері мүмкін. 2-ФМ түрлі модуляцияны қарастырғанда айтылғандай, сәйкес модулятордың жұмысы, инверттелу жок болғанда логикалық бірлік үшін және логикалық нөлдер үшін (1-ге кебейту) тасушы гербелістің қарапайым инверттеуіне негізделуі мүмкін, көпдеңгейлі ФМ бар сигналдарды алу үшін қолданылған, негізгі әдістердің кейбіреуі төменде айтылған:

І.Қарапайым жеткілікті төменгі тасушы жиіліктерде цифрлық сигналды вңдеуді қолданумен тапап етілетін формалардың синтезі (ТЧ арналары бойыша жұмыс үшін модемдерде сияқты).

2. Жалғыз тасушыдан көпшілік фазаларды құру және цифрлық сигналдьщ мәніне тәуелді фазалар арасында таңдау.

3. Қайта қосушы құрьшғылар көмегімен, сәйкес талап етілетін фазаларда таңдалынатын басқарылатын кідірістерді қолдану. Екі әдіспен бөлек сигналдарды алу үшін кідірістер жиі қолданылады.

4. Квадратуралы сигналдардың сызықтық комбинациясы сияқты ФМ сигналдарды алу.

Айтылған әдістердің сшқайсысы да (11.10) формуламен сәйкес көп деңгейлі ФМ-ң көрсетуімен бермейді. Бүл үшін, модуляциялаушы сигналдьщ т_п(і) деңгейлеріне тура пропорционал тасушылар тербелістерінде, фазалық ығысулар құратын қү-рылғы қажет. 2-ФМ жағдайы ерекше, мүнда ±180° тең, фазалық ығысуды алу үшін, көбейткішті крлдануға болады, мүндай құрылғылар жоқ.