
- •Исследование спектров импульсно-модулированных сигналов
- •Содержание
- •1 Введение
- •2 Некоторые сведения из теории
- •2.1 Понятие о спектре
- •2.2 Спектр периодической последовательности прямоугольных импульсов
- •2.3 Спектр сигнала при амплитудно-импульсной модуляции первого рода (аим-1)
- •2.4 Спектр сигнала при амплитудно-импульсной модуляция второго рода аим-2
- •2.5 Спектры сигнала при широтно-импульсной модуляции (шим)
- •2.5.1 Спектр сигнала с ошим-1
- •2.5.2 Спектр сигнала с шим-1
- •2.5.3 Спектр сигнала с ошим-2
- •2.5.4 Спектр сигнала с шим-2
- •2.6 Спектр сигнала с время-импульсной модуляцией (вим)
- •2.6.1 Спектр сигнала с вим-1
- •2.6.2 Спектр сигнала с вим-2
- •3 Описание лабораторной установки
- •3.1 Структурная схема
- •3.2 Конструкция лабораторной установки
- •4 Порядок выполнения лабораторной работы
- •5 Контрольные вопросы
- •6 Список литературы
2.5.3 Спектр сигнала с ошим-2
Амплитудный спектр ОШИМ-2 при прямоугольной форме импульсов и синусоидальной модулирующей функции может быть представлен следующим образом:
|
(2.33) |
Характерной
особенностью спектров при использовании
всех методов модуляции второго рода
(ОШИМ-2, ШИМ-2 и АИМ-2) (см. рис. 2.16) является
присутствие высших гармоник частоты
модуляции
,
что приводит к нелинейным искажениям
при демодуляции. Интенсивность гармоник
частоты модуляции зависит от индекса
модуляции
и отношения частот
(2.33). Расчеты показывают, что с уменьшением
амплитуды гармоник
уменьшается и для значений
<1
и
общие нелинейные искажения при ОШИМ-2
даже несколько меньше, чем при ОШИМ-1.
Однако при
>3
и
ОШИМ-1 даёт лучшие результаты.
Кроме того, при ОШИМ-2 имеют место частотные искажения. Полезная составляющая на выходе ФНЧ
,
т.е.
амплитуда демодулированного сигнала,
зависит от частоты модуляции. Однако
при малых индексах модуляции
функцию Бесселя можно заменить
асимптотическим выражением
,
и полезная составляющая равна
|
(2.34) |
Таким образом, при малых индексах модуляции частотные искажения незначительны, а амплитуда полезной составляющей такая же, как при ОШИМ-1.
2.5.4 Спектр сигнала с шим-2
В случае ШИМ-2 при прямоугольной форме импульсов и синусоидальной модуляции амплитудный спектр имеет вид
|
|
|
(2.35) |
|
|
Состав
спектра такой же, как при ОШИМ-2 (см. рис.
2.16): частотные искажения имеют ту же
величину, нелинейные несколько меньше
за счет того, что при четных m
меньше интенсивности комбинационных
частот
,
амплитуда полезной составляющей больше
в два раза за счет модуляции обоих
фронтов.
2.6 Спектр сигнала с время-импульсной модуляцией (вим)
При ВИМ сдвиг импульса относительно тактовых точек kT изменяется по закону модулирующей функции (рис. 2.17.).
Существует разновидности ВИМ:
фазово-импульсная (ФИМ);
частотно-импульсная (ЧИМ).
Различие между ними такое же, как при ЧМ и ФМ. В данном случае речь пойдет о ФИМ (часто ее называют просто ВИМ).
По характеру связи между значениями модулирующей функции и временными сдвигами модулированных (информационных) импульсов относительно немодулированных (тактовых) различают:
1) времяимпульсную модуляцию первого рода (ВИМ-1) – временной сдвиг информационного импульса относительно тактовой точки пропорционален значению модулирующей функции в момент посылки этого импульса. Тогда момент появления переднего фронта модулированного импульса с номером k равен
|
(2.36) |
где
-
максимальный временной сдвиг импульса
при модуляции (девиация);
2) время-импульсную модуляцию второго рода (ВИМ-2) – временной сдвиг информационного импульса относительно тактовой точки пропорционален значению модулирующей функции в момент времени, соответствующий посылке k-го тактового импульса. Тогда момент появления переднего фронта модулированного импульса с номером k
|
(2.37) |