- •2 Сигналы с амплитудной модуляцией.
- •3 Сигналы с балансной модуляцией
- •4 Сигналы с однополосной модуляцией
- •5 Сигналы с угловой модуляцией
- •6 Спектр сигналов с угловой модуляцией.
- •7 Основные определения и типы двоичных манипулирующих последовательностей
- •8 Спектральная плотность мощности случайной манипулирующей последовательности.
- •10 Характеристики сигналов с амплитудной манипуляцией.
- •Параметры манипулирующего сигнала при двоичной манипуляции.
- •10 Характеристики сигналов с амплитудной манипуляцией
- •11 Частотно-манипулированные сигналы со скачком фазы.
- •12 Частотно-манипулированные сигналы с непрерывной фазой.
- •13 Характеристики сигналов с фазовой манипуляцией.
- •14 Математические модели каналов связи с постоянными параметрами.
- •15 Математические модели каналов связи со случайными параметрами.
- •16 Критерий Байеса.
- •17 Частные случаи критерия Байеса.
- •18 Алгоритм оптимального приема двоичных сигналов в гауссовском канале с постоянными параметрами.
- •19 Структурная схема оптимального когерентного приемника.
- •20 Определение и характеристики согласованного фильтра.
- •21 Помехоустойчивость когерентного приема в канале с постоянными параметрами.
- •22 Алгоритм оптимального приема двоичных сигналов в гауссовском канале с неопределенной начальной фазой. См №9
- •23 Структурная схема оптимального некогерентного приемника.
- •24 Помехоустойчивость некогерентного приема в канале со случайной фазой.
- •3.4.2. Помехоустойчивость оптимального некогерентного приема
- •26 Формирование сигналов с двоичной фазоразностной модуляцией. (Если попался то не повезло на этот вопрос ответа нет)
- •27 Прием сигналов с двоичной фазоразностной модуляцией.
- •28 Формирование и прием сигналов с многократной фазовой и амплитудно-фазовой манипуляцией.
- •29 Формирование и прием сигналов с квадратурной фазоразностной модуляцией.
- •30 Формирование и прием частотно-манипулированных сигналов с минимальным сдвигом.
- •Записать выражение для сигнала с амплитудной модуляцией.
- •Перечислить преимущества и недостатки амплитудной модуляции.
- •Записать выражение для сигнала с балансной модуляцией.
- •Записать первую форму выражения для сигнала с однополосной модуляцией.
- •Записать выражение для энергетического спектра сигнала с однополосной модуляцией.
- •Записать выражение для сигнала с фазовой модуляцией.
- •Записать выражение для сигнала с частотной модуляцией.
- •Перечислить преимущества и недостатки частотной модуляции.
- •Дать определение дискретной модуляции, скорости модуляции и основной частоты модуляции.
Общие понятия о модуляции
В системах связи применяется дискретная и непрерывная модуляция. Под дискретной модуляцией понимают такой процесс формирования дискретного сигнала, при котором каждому символу кодовой комбинации ставится в однозначное соответствие форма единичного элемента. Примерами форм единичных элементов сигнала являются импульсы постоянного тока заданной длительности с амплитудой, неравной или равной нулю, или импульсы переменного тока заданной длительности с отличающейся частотой.
Под непрерывной модуляцией понимают процесс преобразования непрерывного сигнала в другой непрерывный сигнал путем изменения параметров сигнала носителя сообщения (переносчика) в соответствии с преобразуемым сигналом.
Устройства, с помощью которых осуществляется модуляция, называются модуляторами. Они служат для согласования параметров сигнала с параметрами линии связи. Используются следующие носители сообщения: постоянный ток, переменный ток (гармоническое колебание), периодическая последовательность импульсов, шумоподобный сигнал (ШС).
В системах связи применяют от одной до нескольких ступеней модуляции. На 1-й ступени сообщение преобразуется в первичный сигнал. На 2-й и последующих ступенях первичный или другой сигнал модулирует высокочастотную несущую (сигнал переносчик). Принципиальной разницы между первичной и последующей модуляциями нет. Отличие заключается только в значениях частот модулируемых колебаний.
Модуляцией первичным непрерывным сигналом одного из параметров гармонического сигнала получают амплитудную модуляцию (AM), частотную модуляцию (ЧМ), фазовую модуляцию (ФМ). Воздействуя первичным непрерывным сигналом на один из параметров периодической последовательности видеоимпульсов, получаютамплитудно-импульсную модуляцию (АИМ), широтно-импульсную модуляцию (ШИМ), фазо-импульсную (ФИМ) ичастотно-импульсную (ЧИМ).
Демодуляция в системах связи - это процесс преобразования модулированного сигнала (обычно прошедшего канал и искаженного помехами) в модулирующий. Восстановление дискретного сообщения по выходному сигналу демодулятора, осуществляемое с учетом правил кодирования, называется декодированием. Устройства, с помощью которых производится демодуляция, называются демодуляторами. Устройства, с помощью которых ведется декодирование, называются декодерами.
2 Сигналы с амплитудной модуляцией.
В процессе амплитудной модуляции амплитуда U0 несущего колебания u0 (t) = U0 cos(ωt+φ) перестает быть постоянной и изменяется по закону передаваемого сообщения. Амплитуда U(t) несущего колебания может быть связана с передаваемым сообщением соотношением: U(t) = U0 + kA e(t), (5.1) где U0 - амплитуда несущего колебания в отсутствии сообщения (немодулированное колебание); e(t) - функция, зависящая от времени, соответствующая передаваемому сообщению (ее называют модулирующим сигналом); kA - коэффициент пропорциональности, отражающий степень влияния модулирующего сигнала на величину изменения амплитуды результирующего сигнала (модулированного колебания). Выражение для амплитудно-модулированного сигнала в общем случае имеет вид: uАМ(t) = [U0 + kA e(t)] cos(ω0t+φ). (5.2) Простейший для анализа случай амплитудно-модулированного колебания получается, если в качестве модулирующего сигнала используется гармоническое колебание (такой случай называется тональной модуляцией): e(t) = E cos(´Ωt+Θ), (5.3) где Е - амплитуда, ´Ω - угловая частота; Θ - начальная фаза модулирующего сигнала. Для упрощения анализа будем полагать начальные фазы колебаний равными нулю, что не повлияет на общность выводов. Тогда для тональной амплитудной модуляции можно записать: uАМ(t) = [U0 + kA E cos´Ωt] cosω0t = U0 [1+ MA cos´Ωt] cosω0t, (5.4) где МA = Е/U0 - коэффициент амплитудной модуляции (иногда говорят - глубина амплитудной модуляции). Для определения спектра амплитудно-модулированного колебания выполним несложные преобразования выражения (5.4): uАМ(t) =U0 cosω0t + U0 MA cos´Ωt cosω0t = U0 cosω0t + (U0 MA/2) cos(ω0 - ´Ω)t + (U0 MA/2) cos(ω0 + ´Ω)t. (5.5) Из анализа выражения (5.5) следует, что при амплитудной модуляции гармоническим колебанием спектр амплитудно-модулированного сигнала содержит три гармонические составляющие. Гармоническая составляющая с частотой, равной ω0, представляет собой исходную немодулированную несущую с частотой ω0 и амплитудой U0. Гармонические составляющие с частотами, равными (ω0 - ´Ω) и (ω0 + ´Ω) представляют собой продукт амплитудной модуляции и называются, соответственно, нижней и верхней боковыми составляющими. Амплитуды боковых составляющих одинаковы, равны U0MA/2 и расположены симметрично относительно несущей частоты ω0 на расстоянии, равном - ´Ω. Таким образом, ширина полосы частот Δω, занимаемая амплитудно-модулированным колебанием при модуляции гармоническим сигналом с частотой ´Ω, равна Δω =2´Ω. |
Графики несущего колебания u0(t), модулирующего сигнала е(t) и амплитудно-модулированного сигнала uАМ(t) приведены на рисунке 5.1. Рис. 5.1 Тональная амплитудная модуляция: а) несущее колебание и его спектр (б); в) модулирующий сигнал и его спектр (г); д) амплитудно-модулированное колебание и его спектр (е) При отсутствии модуляции (МA = 0) амплитуды боковых составляющих равны нулю и спектр амплитудно-модулированного сигнала состоит только из несущего колебания с частотой ω0. При коэффициенте амплитудной модуляции МA < 1 амплитуда результирующего колебания изменяется от максимального значения UMAX = U0(1 + MA) до минимального UMIN = U0(1 - MA). Таким образом, коэффициент МA амплитудной модуляции может быть определен как МA = (UMAX - UMIN)/(UMAX + UMIN). (5.6) При коэффициенте амплитудной модуляции МA >1 возникают искажения, называемые перемодуляцией (рисунок 5.2). Такие искажения могут приводить к потере информации и их стараются не допускать. Рис. 5.2 Тональная амплитудная модуляция при коэффициенте МA > 1: а) модулирующий сигнал; б) амплитудно-модулированное колебание и его спектр (в) Подобный подход можно применить и к анализу амплитудно-модулированных колебаний сложной формы. В этом случае периодический модулирующий сигнал может быть представлен набором гармонических составляющих, частота которых кратна периоду исходного сигнала. Каждая из гармоник модулирующего сигнала сформирует в спектре амплитудно-модулированного колебания две боковые составляющие, симметрично отстоящие от несущей на величину, равную частоте соответствующей гармоники. Для примера, если спектр модулирующего сигнала имеет вид, представленный на рисунке 5.3,а, то спектр амплитудно-модулированного колебания может быть представлен диаграммой, приведенной на рисунке 5.3,б. Рис. 5.3 Спектры сигналов: а) модулирующего сигнала; б) амплитудно-модулированного колебания В общем случае, ширина ПАМ спектра амплитудно-модулированного колебания равна ПАМ = 2 ´ΩВ, (5.7) где ´ΩВ верхняя (наибольшая) частота в спектре модулирующего сигнала. |