5.3. Модуляция измерительных сигналов.

Сигнал характеризуется рядом параметров, например: уровнем, амплитудой, фазой, частотой, шириной импульсов и т.п. Если эти параметры остаются неизменными, то никакой передачи информации не происходит. Информация передается тогда, когда изменение одного или нескольких из параметров под влиянием измеряемого сигнала отражает её содержание. Для того, чтобы исходный сигнал стал измерительным, необходимо один из его параметров связать функциональной зависимостью с измеряемой физической величиной. Параметр сигнала, выбранный в качестве такового называется информативным, а все остальные параметры неинформативными. Процесс преобразования исходного сигнала в измерительный, то есть преобразование одного из параметров исходного сигнала, генерируемого некоторым источником в информативный параметр, называется модуляцией.

Передаваемая информация заложена в модулирующем сигнале. Роль переносчика информации выполняет высокочастотное колебание, называемое несущим (в ИИС это служебный сигнал). В качестве несущего могут быть использованы колебания любой формы (синусоидальные, прямоугольные, треугольные и тд).

Различают 3 основных вида модуляции:

1. Аналоговую

а) Амплитудная

б) Частотная

в) Фазовая

2. Импульсную

3. Цифровую

5.3.1. Аналоговая модуляция

5.3.1.1. Амплитудная модуляция

Часто используется при аналоговом представлении информации. Если несущее колебание имеет вид гармонической ф-ции:

где - начальная фаза,

то амплитудно-модулированное колебание

Несет измерительную информацию только модулирующий сигнал

Ω « ω_о - частота модуляции. Амплитудно-модулированный сигнал при этом

где m = B/Ao «1 – глубина модуляции.

5.3.1.2. Частотная модуляция

Несущий сигнал - та же самая гармоническая функция (см. п. 5.3.1.1.).

Частотно модулированный сигнал:

y(t)

где - модулирующий сигнал несущий измерительную информацию. Ω– частота модуляции,

Δω – девиация частоты.

В итоге частотно модулированный сигнал определяется выражением:

где m = Δω /ω_o - индекс частотной модуляции.

5.3.1.3. Фазовая модуляция.

При фазовой модуляции изменяется начальная фаза модулирующего колебания.

где модулирующий сигнал в котором - девиация фазы.. При этом модулированный сигнал имеет вид:

где - глубина фазовой модуляции.

5.3.2. Импульсная модуляция

Использование импульсной модуляции в сигналах в ИИС позволяет увеличить объем передаваемой информации, а также повысить помехоустойчивость передачи информации. Наиболее часто

используют импульсы прямоугольной формы.

A_m - амплитуда импульсов

Т - Период повторения импульсов

τ - длительность импульсов

Q = Т/т - скважность импульсов

φ = 2π t₃ / T - фаза импульса

t₃ - задержка импульсов относительно опорной поверхности импульса.

Любой из этих параметров может является пар-ром модуляции.

Виды импульсной модуляции измерительных сигналов