Работа 25. Исследование сигналов с фм и офм

Работа «Исследование сигналов с ФМ и ОФМ» предназначена для изучения свойств ФМ и ОФМ сигналов и способов ихформирования.

Она содержит шесть заданий:

1. Исследование сигналов в разных точках формирователя ФМ сигналов при использовании кода (6, 5).

2. Исследование сигналов в разных точках формирователя ОФМ сигналов при использовании кода (7, 4).

3. Исследование созвездий ОФМ сигналов.

4. Исследование влияния отношения сигнал/шум на рассеяние сигнальных точек в пространстве сигналов при модуляции ФМ.

5. Исследование влияния отношения сигнал/шум на рассеяние сигнальных точек в пространстве сигналов при модуляции ОФМ.

6. Исследование влияния ограничения ширины спектра ОФМ игнала на его пикфактор.

Задание 1

Зафиксируйте схему модулятора для получения сигналов с фазовой (ФМ) или фазоразностной (ОФМ) модуляцией. Наблюдайте и зафиксируйте осциллограммы и спектрограммы сигналов в разных точках модулятора (в режиме ФМ при использовании кода (6, 5)) в следующем порядке по каналам:

1. на входе модулятора (т. 3),

2. на выходе сумматора (т. 5),

3. на выходе генератора (т. 6),

4. на выходе перемножителя (т. 7).

Обратите внимание на связи сигналов в точках 3, 5 и 7 между собой и сформулируйте правило формирования сигналов с ФМ.

Определите ширину спектров сигналов в точках 3 и 7 по первым «нулям» их огибающих.

Комментарии и выводы

При цифровой фазовой модуляции (ЦФМ) для передачи канальных символов «0» и «1» используются отрезки гармонических колебаний, отличающихся начальными фазами на 180°

s₀(t) = Usinωt,

s₁(t) = Usin(ωt + 180°) = –Usinωt = –s₀(t).

Такие сигналы можно получить перемножением двоичного модулирующего сигнала в биполярной кодировке (RS-232) и гармонического несущего колебания, т.е. использованием балансного модулятора.

Спектр ЦФМ сигнала в 2 раза шире спектра модулирующего биполярного сигнала.

Задание 2

Установите в модуляторе режим формирования сигналов с фазоразностной (ОФМ) модуляцией. Для этого следует подключить кодопреобразователь, состоящий из логического элемента «Исключающее ИЛИ» («=1») и элемента задержки на такт («Т»). Наблюдайте и зафиксируйте осциллограммы и спектрограммы сигналов в разных точках модулятора при использовании кода (7, 4) в следующем порядке по каналам:

1. на входе модулятора (т. 3),

2. на выходе кодопреобразователя (т. 4),

3. на выходе сумматора (т. 5),

4. на выходе перемножителя (т. 7).

Обратите внимание на связи сигналов в точках 3, 4 и 7 между собой и сформулируйте правило формирования сигналов с ОФМ.

Комментарии и выводы

При цифровой относительной фазовой модуляции (ЦОФМ) для передачи канальных символов «0» и «1» используются отрезки гармонических колебаний, фазы которых определяются в зависимости от передаваемого канального символа и фазы сигнала предыдущей посылки по правилу:

при передаче «0» фаза сигнала сохраняется (по отношению к сигналу предыдущей посылки),

при передаче «1» фаза сигнала изменяется на 180°.

Сигналы можно записать следующим образом

s₀(t) = s(t – T), s₁(t) = –s(t – T),

где s(t – T) – сигнал предыдущей посылки, Т – длительность посылки (сигнала).

Для получения сигналов с ЦОФМ можно использовать тот же самый балансный модулятор, что и для получения ЦФМ с включением в цепи входа модулирующего двоичного сигнала кодопреобразователя, состоящего из логического элемента «=1» («Исключающее ИЛИ» – сумматор по модулю 2) и элемента задержки сигнала «Т» на время его длительности Т. Кодопреобразователь осуществляет логическое преобразование двоичного модулирующего сигнала b(t) в перекодированный сигнал c(t) по правилу c(t) = b(t)  c(t – T).

Спектр ЦОФМ сигнала в 2 раза шире спектра модулирующего биполярного сигнала.