2798
.pdf
|
|
210 |
|
|
|
|
При m <<1 J1(m) ≈ 0.5m,афункцииБесвсехпор,лякромепедков |
|
|
|
р- |
||
вого,пренебрежимомалы. |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
I0 (m) |
|
|
|
|
|
|
0.8 |
|
|
|
|
|
|
I1(m) |
|
|
|
|
|
|
0.6 |
I2 (m) I3 (m) I4 (m) I5 (m) I6 (m) I7 (m) |
|
|
|||
|
|
|
||||
0.4 |
|
|
|
|
|
|
0.2 |
|
|
|
|
|
|
0 |
4 |
6 |
8 |
10 |
m |
|
2 |
|
|||||
− 0.2 |
|
|
|
|
|
|
− 0.4 |
|
|
|
|
|
|
Рисунок9.7 |
− ГрафифунБесселякций |
|
I n (m) |
|
|
|
Нарисунке9изображены.8 спектрыамплитудсигналов |
|
|
|
угловойм |
о- |
|
дуляцдляразличныхейндексов. |
|
C увеличиндмодуляцииениемксара |
|
|
с- |
|
ширяетсяэффективнаяполосачастот,занимаемаясигналом. |
|
|
|
|
|
|
A0 I0 (1) |
|
A0 I1 (2) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A0 I1 (1) |
A0 I1 (5) |
A0 I0 (5)
A0 I 0 (2)
ω0 |
|
|
ω0 |
ω0 |
ω0 + nΩ |
а) |
б) |
|
ω0 − nΩ |
в) |
|
Рисунок9.8 |
− Спектрыамплитудрадиосигнаугл войдуляциейов |
|
|
||
|
дляразличныхиндексов:) |
m =1,б) m =2,в) |
m =5 |
|
|
|
|
|
|
211 |
|
|
|
|
Амплитудыспектральныхсоставляющихростом |
|
|
|
n убываютнемон |
о- |
|||
тонно,.к |
.функцииБесоселяс ллируютзменением |
|
|
|
m (рисунок9.7). |
|
||
Дляоценкипрактшириныспчрадиосигналовектраскойугловой |
|
|
|
|
|
|
||
модуляциейиспользуюприближенныесоо.тПриношесязначениях |
|
|
|
|
|
|
н- |
|
декса m ,лежащихвпреде |
лахотдо025,применяютформулу |
|
|
|
|
|||
|
Ппракт |
|
( |
m |
). |
|
(9.29) |
|
|
|
2Ω 1 + m + |
|
|
||||
При m <<1 |
Ппракт 2Ω. |
|
|
|
(9.30) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При m >>1 |
Ппракт 2Ωm = 2ωд. |
|
(9.31) |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Нарисунке9показан.9об |
|
|
щийхарзависктерогиспебающеймости |
|
к- |
|||
траотпорядковогономера |
n прибольшихзначенияхиндексауглмовой |
|
|
у- |
||||
ляции m .Изрисункавидно,чтоогибающспектраимеетпочтипрям |
|
|
|
|
|
о- |
||
угольнуюформу.Начастотах,близких |
|
|
ωo ± tnmax Ω ( nmax ≈ m),образуется |
|||||
всплеск,азатембысзатуханномердрнуляо.Нае ивысшийбоковойч |
|
|
|
|
|
|
а- |
|
стоты,которуюещенеобходимобратьврасчет,приблизительноравенинде |
|
|
|
|
|
к- |
||
сумодуляции. |
|
|
|
|
|
быстрой уг- |
||
Иногдауглмодуляциювуюсмалыминдексомназывают |
|
|
|
|
||||
ловоймодуляцией |
ωд << Ω, Ппракт = 2Ω. |
|
|
|||||
|
|
|
|
|||||
Углмодвсбольшимуляциюиндексомназывают |
|
|
|
|
медленной угловой |
|||
модуляцией |
ωд >> Ω, Ппракт = 2ωд . |
|
|
|||||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
0,16 |
|
|
|
|
|
|
|
J n (m) |
|
|
|
|
||
|
ω0 −100Ω |
|
|
ω0 |
|
ω0 +100Ω |
n |
|
Рисунок9.9 |
− Общийхарзависимостиктер |
|
Jn (m) при m=100огибающая( |
|
||||
|
спектрасигнуглмлаовойдуляцией) |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
212 |
|
|
|
|
9Угл.5модуляцияваясигналформысложной |
|
|
|
|
|
|
||
Рассмотримчастотно |
-модулированныйсигнал,которогокачестве |
|
||||||
управляющего |
sy |
( ) использперикованодическое |
|
|
олебаниепрямоугольной |
|||
формы: |
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
( )= |
|
|
kчм |
|
( ) , |
||
|
|
ωo |
+ |
|
||||
|
|
ω t |
|
|
sy |
t |
||
Ψ(t) = ∫ω(t)dt +ϕo = ωot + kчм ∫ sy (t)dt +ϕo , sчм (t ) = Ao cos[ωot + kчм ∫s y (t )dt + ϕo ].
Нарисунке9изображены.10изменениямгновеннойчастоты |
[ω(t ) − ωo ] |
|
иобо бщеннойфазы |
[Ψ(t ) − ωot] отвремени. |
|
ω(t )−ωo |
|
|
Ψ(t ) −ωot |
ωд |
|
|
|
0 |
t |
0 |
t |
− ωд |
|
|
|
Рисунок9.10 |
− Мгновеннобобщеннаячастотаи фЧМза |
|
|
|
-сигнала |
||||||||||||
АппаратурнымпутемЧМ |
Гω |
|
|
-модулятреализоватьможнспомощью |
|
|
|
|
|
||||||||
двухгенераторов( |
Гω , |
2 |
),двухключей,сумматораисхемыуправления |
|
|
|
|
|
|||||||||
(рисунок9.11). |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|||
|
Гω |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∑ |
||
|
Гω2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
2 sy (t) 
1
3
Рисунок9.11 |
− Аппаратреализациядвурнаяхуровневой |
|
|
цифровойча |
стотноймодуляции |
− Устройствоформирдвухуправляющихсигналоввания |
s2 (t ) и s3 (t ). |
|
t
ω 
ω 
ω 
t
|
|
|
215 |
|
|
|
|
|
|
|
Чтобыизсигнала |
s∑ (t ) |
выделитьнизкоч |
астколебаниятные |
Ac (t ) |
и |
|||||
As (t ),применяютобратноепреобразованиеквадратурно( |
|
|
|
|
-амплитудную |
е- |
||||
модуляц),изобнариажеюсунке9.14ную |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
s∑ (t ) |
|
|
sc (t ) |
|
|
~ Ac (t ) |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
ФНЧ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ss (t ) |
~ As (t ) |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
ФНЧ |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Гωo |
|
π |
|
|
cos(ωot ) |
2 |
sin(ωot ) |
||
|
Рисунок9.14 |
– СтруктурнаясхемаобработкиКАМ |
|
|
|
|
– сигналапри |
еме |
|||||
Сигнавыходеперемножителейлы |
|
|
|
sc (t ) и ss (t ) можнописатьсл |
е- |
|||||||
дующимобразом: |
sc (t )= [Ac (t )cosωot + As (t )sinωot]cosωot = |
|
||||||||||
|
|
|||||||||||
|
|
1 |
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
(9.34) |
|
|
= Ac (t ) |
|
|
+ |
|
cos 2ωot |
|
+ As (t ) |
|
|
sin 2ωot; |
|
|
|
2 |
2 |
|
2 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
ss (t )= [Ac (t )cosωot + As (t )sinωot]sinωot = |
|
||||||||||
|
|
1 |
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
(9.35) |
|
|
= As (t ) |
|
− |
|
cos 2ωot |
|
+ Ac (t ) |
|
sin 2ωot. |
|
||
|
2 |
2 |
2 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Высокочастотнкомпосиг енталовые |
|
sc (t ) и ss (t ) |
фильтруются |
|
помощьюФНЧ. |
sфнч |
( )≈ |
( ). |
|
|
|
|||
|
t |
Ac t |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
sфнч2 |
( )≈ |
( ). |
|
|
t |
As t |
|
|
Качествоработыквадратурнсхемызависитоткогерентностийпо |
|
|
р- |
|
ныхсигналов.Квадратурнуюмодуляциюиспользуютсовреммоденныхмах |
|
|
|
|
цифровыхсистемсвязидляполуче |
|
ниямногоуровневыхфазоманипулирова |
н- |
|
ныхсигналовКАМ( |
−4, 16,дляреализации32,част64мо…дуляциистной), |
|
||
непрерывнойфазойит.д. |
|
|
|
|
РассмотчетыфазовуюрехуровневуюимманипуляциюКАМ |
|
|
−4. |
|
Вцифровыхсистемахпередачисообщениепредвоичнымставленок |
|
|
о- |
|
дом, т.е.случайнойпоследовательностью“ ”инулей“ниц”Придвухуро. |
|
|
в- |
|
|
|
|
|
216 |
|
|
невмодуляцвйтеченпосыиойпередаетсяилибокиединица“ ”,либо |
|
|
|
|||
“ноль”. |
ЧетырехуровнефазоваяманиФМ(4)пуляцияозволяетпередаватьая |
|
|
|
||
|
|
|
|
|||
течеодэлементарнойиеойпосылкиоднуиз |
|
|
четырехвозможныхкомбин |
а- |
||
цийед“ ”инулей“ниц”всоответствиимодуляцкодом,предстаонным |
|
|
в- |
|||
леннымвтаблице9.3. |
|
|
|
|
||
|
Таблица9.3 |
− ПравилоформированияФМ4 |
−сигнала |
|
||
Комбинация |
|
00 |
01 |
11 |
10 |
|
кода |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
Начальная |
|
45 |
135 |
225 |
315 |
|
фаза, |
ϕi |
|
||||
Сигналвыходемодуляторапредставляетсобойквазигармоническое
колебаниевида:
|
|
sфм (t) = Ao cos(ωot − ϕi ) = |
|
|
|
|
(9.36) |
|||
|
|
= Ao cos ϕi cosωot + Ao sin |
ϕi sinωot. |
|
|
|
||||
|
|
cosωot |
и sinωot поз- |
|||||||
|
Весовсуммированиертогональныхнесущих |
|
||||||||
воляетпо юбоеучитьзначениеначальнойфазырезультирующегогарм |
|
|
|
|
они- |
|||||
чесигналакогорисунок( 9в).В.таблице15 9представ.4 правилоопр ено |
|
|
|
|
еде- |
|||||
лениявес |
овыхкоэффициентов. |
|
|
|
|
|
|
|||
|
Таблица9.4 |
– Соответствиезначенийкодавес вых |
|
|
эффициентов |
|||||
|
|
|
Вескоэффициентывые |
|
|
Модельвыходн |
|
о- |
||
|
|
|
|
|
|
госигнала |
|
|||
Значениекода |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
As (t ) |
|
Ac (t ) |
|
Ac (t )cosωot + |
|||||
|
|
|
|
|
+ As (t )sinωot |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
00 |
|
0.707 |
|
0.707 |
|
|
( |
) |
|
|
|
|
|
|
|
|
cos ωot |
− 45 |
|
|
|
01 |
|
0.707 |
|
-0.707 |
|
|
( |
|
) |
|
|
|
|
|
|
|
cos ωot −135 |
|
||
|
11 |
|
-0.707 |
|
-0.707 |
|
|
( |
|
) |
|
|
|
|
|
|
|
cos ωot − 225 |
|
||
|
10 |
|
-0.707 |
|
0.707 |
|
|
( |
|
) |
|
|
|
|
|
|
|
cos ωot − 315 |
|
||
217
|
Y |
|
(0) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t = 0 |
|
|
01 |
|
0.707 |
00 |
|
|
|
|
|
|
|
|
− 315 |
||
(1) |
|
|
|
(0) |
|
||
|
|
|
− 225 |
0 |
|||
-X |
-0.707 |
|
0.707 |
X |
|
45 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
|
-0.707 |
10 |
|
−135 |
|
|
|
|
|
|
ωo |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-Y |
|
(1) |
|
|
|
|
|
|
a) |
|
|
б) |
||
|
|
00 |
01 |
11 |
10 |
|
|
|
|
в) |
|
|
|
Рисунок9.15 |
|
− Графическоепредставл:)соответствиязначенийние |
|
|
|
|
кодаивесовыхэффициен;б)четырсостоянийв ктхдиаграммыврной |
|
t = 0;в)четырехвариантов |
||||
модулированногос |
игналавмомврентмени |
|
||||
|
|
осциллограммычетырехуровн |
|
евогоФМсигнала |
|
|
Амплитудасигналавыходемодулятораостаепостоянной, ся |
|
|
|
|||
начальнпереключаетсяфаза вначалетактоинтерваласогоответствии |
|
|
|
|||
кодом.Разностьфазмеждудвумясоседнимипозициямикодаможетбытьл |
|
|
и- |
|||
бо ± 90 ,либо |
±180 .Приэтомвмоделисигналапоявляютсяразрывыили |
|
|
|
||
изломы.Абсовелразрываютнаяичина |
|
|
2 |
превышаетуровеньамп |
литуды |
|
несущегоколебания.Наличиеразрывовопределяетдовольно |
|
|
-такибольшую |
|||
полосучастот,занимаемуюФМ4 |
|
-сигналом.Сужениеполосычастотвозмо |
ж- |
|||
носпереходманипуляциюначастотс уюепрерывнойфазойималым |
|
|
|
|||
индексом( |
m = 0.5). |
|
|
|
|
|
|
|
218 |
|
|
9В.7 ыводы |
|
|
|
|
1При.углмовойдуляцииинформацияобуправляющемсигналез |
|
а- |
||
ключенавзаконеизмфазовогоненияугла.Примовойдуляциифазовый |
|
|
||
уголпропорциоуправляющемусигн,прич стлуенодуляциитной |
|
– |
||
интеготупрасигналалувляющего. |
|
|
|
|
2Основным. п |
араметромсигналаугл войдуявлямациейется |
|
к- |
|
симальноеотклонназывандексомфазовогоугла, и углмоевойдул |
|
я- |
||
ции.Еслизначениендексанезависитчастотыуправляющегосигнала,то |
|
|
||
речьидетофазомодусигнале.Еслиндексувеличиварованном |
етсяр |
о- |
||
стомчастотыуправляющегосигнала,томеет |
|
ечастотно |
- |
|
модулированноеколебание. |
|
|
|
|
3При.углмовойдуляциипроисходитнелинейноепреобразование |
|
|
||
спектрауправляющегосигнала.Теоретическиширинаспектрасигну ла |
|
г- |
||
ловоймодуляцибесконве ейчно |
|
лика.Практическаяширинаспектразависит |
|
|
отзначенияиндексауглмовой.дуЕслииндексмаляции,тош пектрарина |
|
|
||
равнаудвоенноймаксимальнойчастотеуправляющегосигна.Есливе ич |
|
и- |
||
наиндексамнбоединголь,тошиеспектрацыринаравнудвоенной |
|
еви- |
||
ациичастоты. |
|
|
|
|
4Фазовую. ичаст( )м тнуюдуляциюможнореализоватьспомощью |
|
|
||
амплитмодортогональныхуляцииднесущихойквадратурной( модуляции). |
|
|
||
Квадратурмодуляцияпре одновназначенааяпердвухедачименной |
|
|
||
независимыхсигналпооднчастотному |
|
мутракту.Вобщемслучаеквадр |
а- |
|
турно-модулисигналпредставляетованныйсобойквазигармоническоекол |
|
е- |
||
баниесосм амплиту(шаннойугловой)мод.Вчанойуляциейслучаетном, |
|
|
||
нап, рдимерскпереключеетномначальф мплитудазынесойии |
|
у- |
||
щегоколебания |
неменяется. |
|
|
|
5Врезультате. углмовойдуляцииприлюбомзначениииндексапр |
|
о- |
||
исходитперераспрмощмежнеодсущимкоетилевсемниебанием |
|
|
||
боксовымиставляющими.Су марнаяощностьсигналаугл войдул |
|
я- |
||
циейравнамощностинемодулированногонесущ |
егок лебания. |
|
||