24 Спектры фазо-модулированных и частотно-модулированных колебаний.
Спектр фазомодулированного колебания при модуляции гармоническим сигналом состоит из бесконечного числа боковых составляющих, симметрично отстоящих от частоты несущей w0 на величины, кратные частоте модуляции w. Амплитуды боковых составляющих Ап выражаются через функции Бесселя первого рода n-го порядка:
где А0 - амплитуда немодулированного колебания.
Следовательно, сигнал при ФМ занимает бесконечную полосу частот. Большая часть энергии спектра фазомодулированного колебания сосредоточена в ограниченной полосе частот. При малых индексах модуляции (m<<1) основная энергия спектра сосредоточена в полосе частот 2wв, где wв - наивысшая частота спектра ф-ции изменения фазы (модулирующей ф-ции). При больших индексах модуляции (m<<1) ширина спектра фазомодулированного сигнала близка к удвоенной девиации частоты.
Частотно-модулированный сигнал - это колебание, у которого мгновенная частота изменяется по закону модулирующего сигнала. Частотно-модулированный сигнал имеет дискретный спектр с гармониками на частотах (ω0± nΩ), где n=1, 2, 3, 4, 5…
Вид спектра модулированного колебания зависит от индекса частотной модуляции m, теоретически спектр бесконечен, но на практике он ограничивается двумя - тремя составляющими, так как функции Бесселя высших порядков интенсивно убывают.
25 Аналого-импульсные виды модуляции. Амплитудно-импульсная модуляция: аим-1 и аим-2. Модуляторы и демодуляторы аим сигналов.
В аналого-импульсных видах модуляции сигналом переносчиком является периодическая последовательность видеоимпульсов, которая характеризуется амплитудой, длительностью, частотой следования, фазой импульсов. В связи с этим различают амплитудно-импульсную (АИМ), широтно-импульсную (ШИМ), частотно-импульсную (ЧИМ) и фазо-импульсную (ФИМ) модуляции, при которых непрерывные сигналы дискретизируются по времени.
Амплитудно-импульсная модуляция.
Амплитудно-импульсная модуляция (АИМ) – простейший вид модуляции периодической последовательности импульсов (импульсной поднесущей), амплитуда которой изменяется по закону изменения модулирующего аналогового сигнала, образуя АИМ. Различают два вида АИМ: АИМ-1 и АИМ-2. При АИМ-1 амплитуда каждого импульса поднесущей в течение всей его длительности и повторяет закон изменения моделирующего сигнала. При АИМ-2 амплитуда каждого импульса последовательности определяется значением моделирующего сигнала в некоторый фиксированный момент времени, например, значением, соответствующим моменту начала этого импульса.
Демодулятор и модуляторы АМ сигналов.
Модуляторы сигналов АИМ представляют собой перемножители, на один вход которых подается колебание немодулированной импульсной несущей или поднесущей, а на другой – модулирующий аналоговый сигнал b(t). Чаще всего в качестве модуляторов используются ключевые схемы, которые математически эквивалентны перемножителям. И те и другие могут быть выполнены на транзисторах или диодах, ключи же на интегральных микросхемах.
Демодулятором АИМ сигналов может быть ФНЧ, выполняющий роль интерполятора. Однако, амплитуда сигнала на выходе ФНЧ относительно мала, и поэтому непосредственное выделение полезного сигнала с помощью ФНЧ недостаточно эффективно. Для повышения эффективности используются усилители и расширители видеоимпульсов.
В демодуляторе происходит процесс, обратный АМ. Задачей демодулятора (детектора) является выделение из АМ колебания переданного сигнала b(t), т.е. его огибающей. В демодулятор входит нелинейный или линейный элемент, но с переменными параметрами, а также фильтр нижних частот (ФНЧ). Чаще используется детектор огибающей или синхронный детектор. На рисунке приведена схема последовательного диодного детектора огибающей, состоящая из последовательно включенного источника АМ сигнала (вторичная обмотка трансформатора), диода VD (нелинейного элемента) и ФНЧ в виде RC – цепи (удачи найти рисунок по словам!!).