26. Широтно-импульсная модуляция. Модуляторы шим сигналов.

При ШИМ по знаку аналогового моделирующего сигнала b(t) (рисунок А) изменяется ширина (длительность импульсов (в) ) поднесущей при постоянстве их амплитуды и частоты следования.

ШИМ иногда называют длительная импульсная модуляция ДИМ.

Различают ОДНО- и ДВУХСТОРОННЮЮ ШИМ.

При односторонней ШИМ изменение ширины импульса происходит лишь благодаря смещению среза импульса (ШИМ-1) (рисунок Б)

А при двухсторонней срезу и фронту импульса ШИМ-2(Рисунок Г)

Наиболее широко применяется ШИМ-1

И будем пологать, что моделирующий сигнал

изменяется по гармоническому закону, по которому

ширина импульсов равна:

Где-девиация длительности импульсов

Подставляя это значение в предыдущее

выражение получим спектральный сигнал ШИМ сигнала.

Модулятор сигналов с ШИМ удобнее всего выполнять на интегральных микросхемах (ИМС)

На вход 2 подаётся импульсная поднесущая

На вход 5 – аналоговый моделирующий сигнал b(t)

Демодулятор ШИМ чаще всего бывают ФНЧ

27. Фазо-импульсная модуляция. Модуляторы фим сигналов.

При ФИМ по закону моделируемого аналогового сигнала b(t) изменяется только временное положение видеоимпульсов поднесущей, а их амплитуда и длительность остаются неизменной.

Если продифференцировать по времени сигнал ШИМ, то получаются положительные и отрицательные импульсы.

Положительный импульс соответствует фронту сигнала ШИМ, а отрицательный его срезу.

При односторонней ШИМ положительные импульсы неподвижны, а отрицательные смещаются пропорционально моделирующему сигналу b(t) по оси времени.

Неподвижные импульсы могут быть устранены с помощью однополупериодного выпрямителя с активной нагрузкой, а оставшиеся импульсы представляют собой ФИМ сигналы.

Модулятор ФИМ сигналов в этом случае состоит из модулятора ШИМ к выходу которого подключено дифференцирующее устройство ДУ и однополупериодный выпрямитель ОВ. (см. рисунок)

Аналитическое выражение ФИМ сигнала имеет вид:

- амплитуда импульса

-функция, описывающая огибающую измерительного импульса.

- довиацию временного положения измерительного импульса

-значение передаваемого сообщения в момент времени

Частотный спектр ФИМ сигналов аналитически трудно представить

Приближённое значение для амплитуды передаваемого гармонического сигнала в спектре ФИМ равно:

Где - частота сообщения

- длительность импульсов

Амплитуда передаваемого сигнала в спектре ФИМ очень мала (намного меньше, чем в спектрах АИМ и ШИМ и является функцией моделирующей частоты , т.е искажена).

Поэтому демодуляция сигналов ФИМ с помощью ФНЧ непосредственно невозможно.

Их преобразуют в сигналы АИМ или ШИМ.

28. Частотно-импульсная модуляция. Детекторы чим сигналов.

Детектор может быть выполнен по схеме

Где Ф-канальный фильтр; АО-амплитудный ограничитель; ДЦ-дифф. цепь; ДВ-двухполупериодный выпрямитель с активной нагрузкой; ОВ-одновибратор; Д-детектор с удвоением напряжения; ФНЧ-фильтр нижних частот.

Работа детектора поясняется с помощью временных диаграмм.

Пройдя узкополосные цепи канала связи, ЧИМ-сигнал становится похожим на аналоговый ЧМ-сигнал. Блоком АО он глубоко ограничен по амплитуде с двух сторон так, что на его выходе имеют место одинаковые прямоугольные импульсы разной частоты следования и длительности. В блоке ДЦ эти импульсы дифференцируются по времени, в результате чего на его выходе UДЦ (t) представляет собой фронты и срезы. Последние представляют собой очень узкие разнополярные импульсы, которые в блоке ДВ преобразуются в однополярные Uдв(t) , увеличивая тем самым частоту следования в два раза. В блоке ОВ формируются одинаковые импульсы прямоугольной формы одной длительности, но разной частоты следования, которые поступают на вход блока Д. Принципиальная схема блока Д:

На выходе схемы имеет место переданный аналоговый сигнал Uд(t). В некоторых случаях блок ОВ исключают. Высокая стабильность параметров данного детектора обусловили широкое применение его даже для аналоговых ЧМ-сигналов.