59. Общие сведения об измерении параметров модулированных колебаний. Основные понятия и определения.

Модуля́ция — процесс изменения одного или нескольких параметров высокочастотного модулируемого колебания u_н(t), под воздействием относительно низкочастотного управляющего модулирующего сигнала e(t).

u_н(t) - переносчиком информации может быть несущее синусоидальное гармоническое колебание вида:

1. Виды аналоговой модуляции:

1) Амплитудная модуляция (АМ)

Амплитудная модуляция с одной боковой полосой

(АМ ОБП)

Балансная амплитудная модуляция с подавлением

несущей (АМ ПН)

2) Частотная модуляция (ЧМ)

3) Фазовая модуляция (ФМ)

4) Квадратурная модуляция

2.Виды цифровой модуляции:

1) Амплитудная манипуляция (АМн)

2) Фазовая манипуляция (ФМн):

Однократная относительная фазовая манипуляция

(ООФМ),

Двукратная относительная фазовая манипуляция

(ДОФМ),

3) Квадратурная амплитудно-фазовая манипуляция

4) Частотная манипуляция (ЧМн)

5) Многоканальная модуляция (разделение с мульти-плексированием каналов)

Фазовая манипуляция (ФМн)

Исходная кодограмма

Соответствующий ФМ сигнал

Правило ФМн: j = 0, если «1»

j = p, если «0»

Обратная работа в результате

относительного сдвига

несущей и принятого сигнала

Относительная фазовая манипуляция

Правило

ОФМн: Dj = 0, если j_i = j_i-1

p, если j_i = j_i-1 + p

3.Виды импульсной модуляции

1) Амплитудно - импульсная модуляция (АИМ)

2) Широтно - импульсная модуляция (ШИМ)

3) Частотно - импульсная модуляция (ЧИМ)

4) Фазово - импульсная модуляция (ФИМ)

5) Импульсно - кодовая модуляция (ИКМ) и другие

а) - АИМ

б) - ШИМ

в) - ФИМ

г) - ЧИМ

Амплитудная модуляция (АМ)

информационный сигнал управляет амплитудой нес. колебания

Несущий,

модулируемый

сигнал:

Информационный,

модулирующий

гармонический

сигнал :

АМ сигнал:

уравнение АМ–сигнала:

максимальное отклонение амплитуды АМ-сигнала от амплитуды несущей U_н : DU = Umax – Uн k – безразмерный кэффициент пропорциональности;

коэффициент АМ (характеризуетглубину АМ).Здесь сдвиг фаз обоих сигналов j = 0

Однотональная АМ:

С учетом формулы:

cos(x)× cos(y) = (1/2)[cos(x+y)+cos(x-y)]

получаем уравнение АМ–сигнала:

u(t) = U_н×cosw₀t + (U_н ×M/2)×cos[(w₀ + W)t] + (U_н ×M/2)×cos[(w₀ - W)t]

Значение коэффициента амплитудной модуляции М характеризует глубину амплитудной модуляции

АМ- сигнал

глубокая модуляция

перемодуляция

спектры сигналов

Энергия однотонального АМ-сигнала

Средняя мощность сигнала:

P_u= U_ср²/R = (U_нес+U_вб+U_нб)²/R=(U_н²/2 +(U_н×M)²/4)/R

Доля мощности боковых частот в единицах

мощности несущей частоты: (Р_вб + Р_нб)/Р_нес = М²/2

т.е. не превышает 50% даже при 100%-ной модуляции

КПД АМ-сигнала:

h_АМ = (Р_вб + Р_нб)/Р_и =

=((U_нM)²/4)/

/(U_н²/2 +(U_н×M)²/4) =

= M²/(М²+2)

Балансная амплитудная модуляция

Квадратурная модуляция (QAM - Quadrature Amplitude Modulation)

разновидность АМ-сигнала, которая позволяет модулировать несущую частоту одновременно двумя сигналами путем модуляции амплитуды несущей одним сигналом, и фазы несущей другим сигналом. Уравнение результирующих колебаний амплитудно-фазовой модуляции:

е(t) = u(t)×cos (ω_ot + j (t))

Фазовая модуляция (ФМ)

мгновенная частота :

ω(t) = y(t)/dt = ω_o+ k×dе(t)/dt.

полная фаза колебаний:

y(t) = w(t)dt, либо

y(t) = w(t)dt +j₀

Частотная модуляция (ЧМ)

девиация частоты вверх: Dw_в = k×е_max(t)

девиация частоты вниз: Dw_н = k×е_min(t)