Глава 13
РАДИОПРИЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА ИМПУЛЬСНО-АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ (ИАС)
§ 13.1. Особенности иас
Имиульсно-аналоговый сигнал имеет вид последовательности радиоимпульсов, параметры которых функционально связаны с передаваемым аналоговым сообщением.
Применение импульсной модуляции при передаче аналоговых сообщений позволяет осуществить многоканальную передачу сообщений и повысить помехоустойчивость системы связи.'
Передача информации от нескольких источников по одному каналу связи оказывается возможной за счет использования «свободных» временных интервалов между импульсами. Такой способ передачи сообщений называется многоканальной передачей с временным разделением каналов. На рис. 13.1 показан групповой (модулирующий) сигнал, в котором сообщения от отдельных источников X, (/),
к2 (/)..... А,„ (/) дискретизируются во
времени. Соответствующие величинам
отсчетов видеоимпульсы следуют поочередно с защитным интервалом т3, а сообщения от одного и того же источника — с интервалом дискретизации Т. Здесь передаваемое сообщение связано с амплитудой импульсов. Такой вид первичной модуляции называется амплитудно-импульсной модуляцией (АИМ).
Если с передаваемым сообщением функционально связана длительность импульсов, то это —широтно-им-пульсная модуляция (ШИМ), если момент появления импульсов — время-импульсная модуляция (ВИМ), а если несущая частота импульсов — частотно-импульсная модуляция (ЧИМ). Если дискретное значение сообщения квантуется по амплитуде, кодируется и передается кодовой группой видеоимпульсов, то такая первичная модуляция называется ко-доимпульсной модуляцией (КИМ). Эти последовательности импульсов рассматривают как поднесущее колебание. В зависимости от того, какой параметр высокочастотного колебания модулируется поднесущим колебанием, различают амплитудную, частотную или фазовую вторичную модуляцию. Различные сочетания первичной и вторичной модуляции дают разнообразные виды двукратной модуляции, например АИМ/AM, ШИМ/АМ, ВИМ/АМ, КИМ/AM и т. д.
Так, сигнал вида АИМ/ЧМ может быть записан в виде ис (Я.,, /, ф) — = U cos [(cou + £lkL)t + qj.
О < t < т, Я*. = 0,1,2..... L — 1.
Здесь информационным параметром будет частота девиации QkL, которая может принимать L значений, но на интервале времени т, отводимом для передачи одного отсчета, остается постоянной.
Важным достоинством импульсной модуляции является возможность повышения помехоустойчивости приема.
При импульсной модуляции непрерывный модулирующий сигнал дополнительно ■ преобразуется в импульсный модулирующий сигнал, имеющий более широкую полосу час-
тот П, чем непрерывный, но содержащий ту же исходную информацию. Прием такого сигнала требует меньшего отношения сигнал шум при той же пропускной способности канала /:
(13.1)
Однако ни один из современных методов модуляции не позволяет полностью использовать возможности, следующие из уравнения (13.1). Дело в том, что в практических условиях приходится применять более широкие полосы, чем те, которые определяются уравнением (13.1). Так, полосу пропускания ЛЧП выбирают шире спектра сигнала из-за доплеровского сдвига частоты принимаемого сигнала, недостаточной стабильности час-стоты задающего генератора передатчика и гетеродинов приемника, а также для уменьшения перекрестных искажений между каналами. Поэтому реальная пропускная способность радиоканала оказывается больше той, которая требуется для передачи исходной информации.
В настоящее время наиболее перспективными для многоканальных систем передачи информации считаются КИМ-сигналы. Их применяют в радиотелеметрии, радиорелейных системах связи, дальних тропосферных линиях связи, а также в радиотелефонии, волноводных и оптических линиях многоканальной связи.
Важнейшими достоинствами многоканальных систем связи с КИМ являются:
высокая помехоустойчивость по сравнению с системами аналоговой модуляции, позволяющая применять ее при большем уровне шума;
отсутствие накопления шумов при ретрансляции в радиолиниях большой протяженности за счет регенерации КИМ-сигналов;
удобство использования аппаратуры КИМ-сигналов для микроминиатюризации;
удобство сопряжения КИМ-сигналов с ЭВМ, что позволяет осуществить цифровую обработку сигналов.
Недостатки КИМ-сигналов — более широкие полосы пропускания, наличие порога помехоустойчивости и сложная приемная аппаратура. Однако они компенсируются отмеченными преимуществами.