Задание 3

Наблюдайте и зафиксируйте осциллограммы сигналов и сигнальные созвездия в разных точках модулятора при использовании кода (7, 4) в следующем порядке по каналам:

1. на выходе генератора (т. 6),

2. на выходе перемножителя 1 (т. 8),

3. на выходе перемножителя 2 (т. 9),

4. на выходе сумматора (т. 10).

Измерьте расстояния между сигнальными точками на выходе модулятора (сумматора т. 10) для сравнения другими видами модуляции.

Комментарии и выводы

Сигнальное созвездие 4-КАМ представляет собой суперпозицию двух созвездий сигналов четырехуровневой БМ (в т. 8 и т. 9), отличающихся фазовым сдвигом несущих колебаний на 90° (т. 6 и т. 7). В результате получаются 16 сигнальных точек, заполняющих квадратную решетку, из которой видно, что сигналы 4-КАМ имеют 3 возможных значений амплитуд и 12 – начальных фаз.

Минимальное расстояние между сигналами

,

где L – число различных уровней модулирующего сигнала (L = 4),

U – максимальное эффективное значение модулированного сигнала.

4-КАМ превосходит двукратную ФМ по частотной (или скоростной) эффективности в 4 раза, проигрывая в помехоустойчивости. Нетрудно посчитать, что энергетический проигрыш составляет при условии одинаковой пиковой мощности модулированных сигналов.

Задание 4

Выберите и зафиксируйте схему модулятора для получения сигналов с КАМ-16 (SPM) (через пункт меню «Параметры СПДС / Модулятор / Вид модуляции / КАМ-16 (SPM)»). 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 (3),

2) на выходе x(t) регистра-делителя квадбит (4),

3) на выходе у(t) регистра-делителя квадбит (5),

4) на выходе z(t) регистра-делителя квадбит (6).

Обратите внимание на связи этих сигналов между собой и определите ширину спектров по первым «нулям» их огибающих.

Комментарии и выводы

При использовании квадратурной амплитудной модуляции КАМ-16 (SPM) производится одновременная передача четырех битов (квадбита). Для одновременного получения их значений x(t), у(t), z(t) и w(t) исходная последовательность битов пропускается через четырехразрядный регистр сдвига с тактовой частотой f_T и переписывается из него в четыре ячейки памяти «x(t)», «y(t)», «z(t)» и «w(t)» с частотой f_T/4 так, что в «x(t)» всегда оказываются первые x(t) (т. 4), в «y(t)» – вторые y(t) (т. 5), в «z(t)» – третьи z(t) (т. 6) и в «w(t)» – четвертые w(t) (т. 7) биты исходной последовательности квадбитов, принимающие одно из двух возможных значений ±1. Длительности этих сигналов в 4 раза больше длительности отдельных битов в их исходной последовательности (т. 3), что приводит к сжатию их спектров также в 4 раза.

Задание 5

В продолжение задания 4 наблюдайте и зафиксируйте осциллограммы и спектрограммы сигналов в разных точках модулятора в следующем порядке по каналам:

1) на выходе первого формирователя сигнала ФМ-4 (10),

2) на выходе усилителя («6 дБ») (12),

3) на выходе второго формирователя сигнала ФМ-4 (11),

4) на выходе сумматора (13).

Обратите внимание на связи этих сигналов между собой и определите ширину спектров по первым «нулям» их огибающих.

Комментарии и выводы

Модулирующие сигналы попарно (x(t) и у(t), z(t) и w(t)) подаются на входы двух квадратурных балансных модуляторов ФМ-4 (т. 4 и т. 5, т. 6 и т. 7, соответственно), на выходах которых (т. 10 и .т. 11) получаются два сигнала ФМ-4. После усиления в 2 раза (усилитель «6 дБ») одного из них (т. 12) и сложения с другим в сумматоре «Σ» (т. 13) получается сигнал КАМ-16, сформированный методом SPM (Supers Posed Modulation).

Поскольку каждый модулированный сигнал передает значения четверки битов (квадбита), то его длительность составляет 4Т (Т – длительность одного бита). Соответственно, спектр такого сигнала оказывается в 4 раза уже спектра сигнала ФМ (АМ или БМ), т.е. в 2 раза уже спектра битовых сигналов x(t), у(t), z(t) и w(t)