Вопросы для самоконтроля

1. Поясните, для каких целей используется модуляция в системах связи.

2. Перечислите основные параметры АМ, ФМ, ЧМ сигналов. Как вычисляется ширина спектра этих сигналов?

3. Объясните, для чего нужен нелинейный элемент при амплитудной модуляции и детектировании.

4. Объясните, в чем состоит отличие между линейным и квадратичным детектированием АМ – сигнала.

Тема 3.2. Импульсные виды модуляция Содержание учебного материала

Импульсные виды модуляции и детектирование модулированных сигналов: амплитудно-импульсной модуляции (АИМ), частотно-импульсной модуляции (ЧИМ), фазоимпульсной модуляции (ФИМ) и широтно-импульсной модуляции (ШИМ).

Методические указания

Для успешного усвоения этой темы следует изучить материал, изложенный в основной литературе [4, с. 421-432]. Перед изучением материала следует повторить теорему В.А. Котельникова [4, с. 31-34], которая определяет период следования импульсов несущей. При изучении импульсных видов модуляции важно обратить внимание на достоинства и недостатки каждого вида модуляции и определение ширины спектра, который при любом виде импульсной модуляции обратно пропорционален длительности импульса. Для ШИМ, которую иногда называют модуляцией по длительности импульсов (ДИМ), для расчета ширины спектра выбирают длительность самого узкого импульса. ШИМ может весьма эффективно использоваться для слежения за средним уровнем сигнала и автоматического регулирования его динамического диапазона, как, например, в системах установки громкости звука, яркости цветов и изображения в современных телевизионных установках. Временная импульсная модуляция (ВИМ) представляет собой смещение импульсов по временной оси по закону модулирующего сигнала. ВИМ может быть фазовой (ФИМ) или частотной (ЧИМ).

Вопросы для самоконтроля

1. Расскажите, как выбирается период следования импульсов несущей при импульсных видах модуляции.

2. Объясните, от чего зависит ширина спектра импульсной модуляции.

3. Дайте определение двойной модуляции и укажите область ее применения.

4. Назовите методы формирования и детектирования сигналов импульсной модуляции.

5. Дайте определение регенерации импульсов.

6. Поясните, нужен ли нелинейный элемент для детектирования сигналов импульсной модуляции.

Тема 3.3 Цифровые виды модуляции Содержание учебного материала

Цифровые виды модуляции: импульсно-кодовая, разностно-дискретная и дельта модуляция

Цифровая фильтрация сигналов.

Методические указания

Материал данной темы изложен в основной литературе [4, с. 373-375; с. 397-399; с. 404-406; с. 415- 418; с. 489-506].

При изучении темы следует уяснить, что модуляция цифровым (дискретным) сигналом называется цифровой (дискретной) модуляцией или манипуляцией. Виды дискретной модуляции (манипуляции): амплитудная (АМн, английский термин—ASK), частотная (ЧМн—FSK), фазовая (ФМн—PSK), относительная или дифференциальная фазовая (ОФМн—DPSK), квадратурная (КАМн—QASK) манипуляция.

Для оцифровки аналоговых сигналов (аналогово-цифрового преобразования) используются импульсно-кодовая модуляция (ИКМ, англ. PCM), дифференциальная импульсно-кодовая модуляция (ДИКМ, англ. DPCM), дельта-модуляция (ДМ), разностно-дискретная модуляция (РДМ) и их модификации.

Обратите внимание на последовательность преобразования непрерывного сигнала в цифровой сигнал при ИКМ: дискретизация, квантование, кодирование. Существуют и другие методы формирования цифровых сигналов, называемые разностными. К ним относятся ДИКМ, ДМ и их модификации. В случае ДИКМ квантованию подвергают не саму амплитуду, а относительные значения величины амплитуды. При ДМ кодируют и передают только единичное изменение уровня сигнала. В отличие от ДМ, при РДМ, если сообщение не изменяет значение, сигнал отсутствует, следовательно, при медленно изменяющихся сообщениях РДМ–сигналы будут передаваться редко и канал связи будет менее загружен.

Сигма-дельта модуляция и дельта модуляция отличаются положением интегратора на передающей стороне и его отсутствием на приемной. За счет избыточной дискретизации снижается уровень шума в полосе, содержащей полезный сигнал. Чаще всего сигма-дельта модуляция применяется в микросхемах АЦП и ЦАП звукового диапазона частот, а также в АЦП для прецизионных медленных измерений с большим динамическим диапазоном.

Цифровая модуляция даёт большую информационную ёмкость и обеспечивает совместимость с различными службами цифровых данных, повышается защищенность информации, улучшается качество и ускоряется доступ к системе связи.