Імпульсна модуляція

Часто як переносник використають періодичну послідовність порівняно вузьких імпульсів. Послідовність прямокутних імпульсів одного знака характеризується параметрами (мал. 6.8): амплітудою імпульсів V; тривалістю (шириною) імпульсів ; частотою проходження (або тактовою частотою) , де Т - період проходження імпульсів ( ); положенням (фазою) імпульсів щодо тактових (відлікових) крапок. Відношення називається шпаруватістю імпульсу.

За законом переданого первинного сигналу можна змінювати (модулювати) кожної з перерахованих параметрів імпульсної послідовності. При цьому модуляція називається імпульсної.

Залежно від того, який параметр модулюється первинним сигналом s(t), розрізняють: амплітудно-імпульсну модуляцію (АИМ), коли за законом переданого сигналу (мал. 6.8, а) змінюється амплітуда імпульсів (див. мал. 6.8, б); широтно-імпульсну модуляцію (ШИМ), коли змінюється ширина імпульсів (мал. 6.8, в); частотно-імпульсну модуляцію (ЧИМ) - змінюється частота проходження імпульсів (див. мал. 6.8, г); фазо-импульсную модуляцію (ФИМ) - змінюється фаза імпульсів, тобто временн?е положення щодо тактових крапок (див. мал. 6.8, д).

Модуляцію ФИМ і ЧИМ поєднують у тимчасово-імпульсну (ВИМ). Між ними існує зв'язок, аналогічна зв'язки між фазовою й частотною модуляцією синусоїдального коливання.

Рис. 6.10. Спектр Аим-сигнала

Як приклад на мал. 6.10 показаний спектр АИМ сигналу при модуляції імпульсної послідовності складним первинним сигналом s(t) зі смугою частот від 0 до ?. Він містить спектр вихідного сигналу s(t), всі гармоніки тактової частоти (тобто частоти й т.д.) і бічні смуги частот біля гармонік тактової частоти.

Спектри сигналів ШИМ, ЧИМ і ФИМ мають ще більш складний вид.

Імпульсні послідовності, зображені на мал. 6.8, називаються послідовностями відеоімпульсів. Якщо дозволяє середовище поширення, то відеоімпульси передаються без додаткових перетворень (наприклад, по кабелі). Однак по радіолініях передати відеоімпульси неможливо. Тоді сигнал піддають другого щабля перетворення (модуляції).

Модулюючи за допомогою відеоімпульсів гармонічне несуче коливання досить високої частоти, одержують радіоімпульси, які здатні поширяться в ефірі. Отримані в результаті сполучення першого й другого щаблів модуляції сигнали можуть мати назви АИМ-АМ, ФИМ-АМ, ФИМ-ЧМ й ін.

Порівняння імпульсних видів модуляції показує, що АИМ має меншу ширину спектра в порівнянні із ШИМ і ФИМ. Однак останні більше стійкі до впливу перешкод. Для обґрунтування вибору методу модуляції в системі передачі необхідно зрівняти ці методи за різними критеріями: енергетичним витратам на передачу сигналу, завадостійкості (здатності модульованих сигналів протистояти шкідливому впливу перешкод), складності встаткування й ін.

Доцент кафедри КІ Ю.В. Уткін