Лекция №4

Тема №1: Передача непрерывных сообщений (продолжение)

Тема лекции:Передача непрерывных сообщений

Сигналами с угловой модуляцией Введение

Отличительной особенностью сигналов с угловой модуляции является то, что их амплитуда не зависит от передаваемого сообщения. Это позволяет снизить степень воздействия на них помех, проявляющихся как случайные флуктуации амплитуды сигнала, и повысить помехоустойчивость приема.

1.5. Угловая модуляция

При угловой модуляции (УМ)в соответствии с передаваемым сообщением изменяется фаза (фазовый угол) несущего колебания. АмплитудаА_oи средняя мощностьР_умсигнала с УМ остаются неизменными:

Разновидностями УМ являются фазоваяичастотная модуляции(ФМ и ЧМ).

Выражение для ФМ сигнала можно записать в следующем виде:

где M_ф=_ф _- крутизна характеристики фазового модулятора;_ф- среднее квадратическое отклонение фазы, обусловленное модуляцией. Ширину спектра сигнала с ФМ приблизительно можно оценить как

где _max- максимальное отклонение фазы, определяемое какиндекс ФМ.

При ЧМ частота колебаний изменяется пропорционально мгновенным значениям сообщения tи выражение для ЧМ радиосигнала имеет вид:

S_чм(t,) = A_o cos_ot + t  (1.16)

где фаза ЧМ сигнала (содержащая сообщение)определяется как

Здесь М_ч=_f _- крутизна характеристики частотного модулятора,_f - среднее квадратическое отклонение частоты от некоторой средней частоты спектра сигналаf_o.

Ширина спектра ЧМ сигнала зависит от индекса частотной модуляции

_чм = _f  F_max (1.18)

и верхней частоты спектра сообщения F_max

f_чм = 2(_чм + 1) F_max . (1.19)

Ширина спектра ФМ сигнала, определяемая как (1.15), пропорциональна ширине спектра сообщения и, следовательно, для разных сообщений она различна. Ширина спектра ЧМ сигнала, определяется как (1.19), если выполняется условие _f  F_max (_чм >> 1) примерно постоянна для сообщений с разной шириной спектра. Поэтому на практике при передаче непрерывных сообщений предпочитают использовать ЧМ сигнал.

Свойства ФМ и ЧМ сигналов позволяют легко перейти от одного вида модуляции к другому. Действительно, если на вход модулятора ФМ передатчика включить интегрирующее звено, то на выходе передатчика образуется ЧМ сигнал. При включении на входе модулятора ЧМ передатчика дифференцирующего звена, образуется ФМ сигнал. Аналогично решается вопрос и в приемных устройствах. Соответствующее звено в этом случае включается на выходе частотного или фазового детектора.

6. Частотная модуляция

1.6.1. Формирование сигналов с частотной модуляцией

Способы формирования ЧМ сигнала включают косвенный и прямой методы.

Косвенный метод формирования ЧМ сигналапоясняется на рис.1.13.

Рис.1.13. Косвенный метод формирования ЧМ сигналов

Полезное сообщение интегрируется и подается на фазовый модулятор (ФМ), где и формируется ЧМ сигнал, выделяемый затем полосовым фильтром (ПФ). Этот метод позволяет использовать высокостабильные задающие генераторы (ЗГ) и благодаря этому обеспечить высокую стабильность средней частотыf_oЧМ сигнала.

Прямой метод основан на изменении параметров колебательной системы автогенератора по закону модулирующего сигнала. Модуляция может производится как на промежуточной частоте с последующим умножением частот, так и непосредственно на рабочей частоте. Первая применяется в радиовещании, радиорелейных и космических системах связи. Вторая обладает более низкими показателями по стабильности частот, но более проста в реализации.