Амплитудная модуляция и ее особенности

Амплитудная модуляция (АМ) осуществляется путем изменения амплитуды несущей пропорционально мгновенным значениям первичного сигнала.

U_Н(t)

U_Н(t)=U₀cos(

U(t)

t

U(t)=cosΩt

t

U_AM(t)

U_AM

m<1

m=1

Случай, когда m>1 называется режимом перемодуляции и является нежелательным, поскольку приводит к нелинейным искажениям результирующего (моделируемого) колебания поэтому практически целесообразными при которых

Частотная и фазовая модуляции (угловая модуляция)

Если рассмотреть спектр полученного амплитудно – модульного сигнала:

A(ω)

Эти частоты называются боковыми частотами или спутниками.

Всякое моделируемое колебание уже не является чисто гармоническим и имеет сложный спектральный состав. Спектр амплитудно – модульной коммутации (АМК) представлен на рисунке 1. Колебания с частотами называютсяспутниками или боковыми частотами.

При сложном спектральном составе первичного моделирующего сигнала имеет сложный вид:

ω₀-Ω_В

ω₀-Ω_Н

F_НБП

F_ВБП

Рисунок 2.

В зависимости от того осуществляется ли передача всего спектра амплитудно-модульного (АМ) сигнала или только его части, различают два вида амплитудной модуляции (АМ), а именно:

1. Амплитудная модуляция с двумя боковыми полосами (АМ с ДБП)

2. Амплитудная модуляция с одной боковой полосой (АМ с ОБП)

3. Балансовая модуляция (БМ) (амплитудная модуляция без несущей)

Из рисунков 1 и 2 следует что полезная информация содержится только в боковых полосах.

В то время как мощность соответствует спектральной составляющей определяется квадратом ее амплитуды:

Полярная модуляция (пм)

Является частным случаем амплитудной модуляции. При полярной модуляции положительные полупериоды несущей моделируются одним первичным сигналов, а отрицательные другим первичным сигналом (S₂).

U_Н(t)

t

U_S1(t)

t

U_ПМ(t)

t

Двукратные непрерывные модуляции

Для повышения помехоустойчивости амплитудной модуляции (АМ) сигналов можно использовать их дополнительную модуляцию еще и по частоте, в этом случае возникает двойная модуляция АМ-ЧМ. При которой сначала первая несущая моделируется по амплитуде на частоте первого переносчика, называемого поднесущим, полученной в результате этого амплитудно-модульный (АМ) сигнал используется для модуляции по частоте второго переносчика, называемого несущей.

В некоторых случаях оказывается целесообразным использовать двукратную модуляцию в обратной последовательности ЧМ-АМ. В любом случае частотная модуляция обеспечивает помехоустойчивость, а амплитудная модуляция уменьшает полосу частот (спектр сигналов). В некоторых случаях используют ЧМ-ЧМ.

Импульсные методы модуляции, их виды

К переносчикам информации третьего типа относятся импульсные последовательности, обладающие наиболее широким ассортиментом информационных параметров.

Модуляция параметров импульсных сигналов называется импульсной модуляцией (ИМ).

Различают следующие виды модуляции: АИМ, ЧИМ, ФИМ, ШИМ, КИМ (ИКМ).

К время – импульсной модуляции (ВИМ) относятся – частотно – импульсная модуляция, фазо – импульсная модуляция, широтно – импульсная модуляция.

КИМ – кодо – импульсная модуляция.

1. Амплитудно – импульсная модуляция (АИМ)

t

Спектральный состав моделируемых сигналов будет аналогичен.

Лекция №7

2. Широтно – импульсная модуляция (ШИМ)

В данном случае информационным параметром является длительность (ширина импульсов).

Помехоустойчивость широтно – импульсной модуляции (ШИМ) существенно выше, чем для амплитудно – импульсной модуляции (АИМ), поэтому данный вид модуляции широко используется как в системах телеизмерений (ТИ), так и в системах автоматического управления (САУ).

3. Фазо – импульсная модуляция (ФИМ)

t

При фазо – импульсной модуляции под воздействием первичного сигнала происходит изменение положения импульсов моделируемой последовательности относительно тактовых позиций, при этом частота, длительность, амплитуда несущей не меняется.

4. Частотно – импульсная модуляция (ЧИМ)

Широтно – импульсная и фазо – импульсная модуляции (ШИМ и ФИМ) относятся к общему классу временно – импульсной модуляции (ВИМ).

5. Кодо – импульсная модуляция (КИМ или ИКМ)

В случае импульсно – кодовой модуляции исходные непрерывные сообщения предварительно квантуются по уровню и времени, и затем каждый дискретный уровень проквантованного первичного сигнала передается по каналу связи с помощью кодовых комбинаций двоичного кода, каждая из которых представляет собой группу импульсов постоянной амплитуды и длительности, отображающих числовое значение соответствующего уровня в двоичном коде.

t

В случае кодо – импульсной модуляции (КИМ) следует учитывать, что чем меньше шаг квантования, тем точнее будет передано исходное сообщение.

Импульсно – кодовая модуляция (ИКМ) отличается наибольшей помехоустойчивостью по сравнению с другими видами импульсной модуляции, поэтому она находит наиболее широкое применение в телеметрии.

Разновидностью кодо – импульсной модуляции (КИМ) является , при которой в каждый момент времени производится передача не текущих значений первичного сигнала, а только знака его приращения относительно предыдущих значений. В отличие от кодо – импульсной модуляции (КИМ) каждый отсчет передается только с помощью двух дискретных сигналов, что существенно упрощает передачу, ускоряет ее и уменьшает необходимую полосу частот.

Д/З: РД М, (см. приложение 1.)