39. Радиоприем сигналов амплитудной манипуляции. Структурная схема радиоприемника. Временные диаграммы сигналов в демодуляторе.
При амплитудной
манипуляции передаваемый сигнал содержит
посылки положительной (символ «1») и
отрицательной полярности (символ «0»).
Символу «1» соответствует передача
несущего колебания в течение длительности
посылки T,
а символу «0-» - отсутствие колебания
(рисунок 8.1).
Рисунок 8.1 – Временные диаграммы сигналов в формирователе сигнала амплитудной манипуляции и в приемнике
Скорость изменения амплитуды сигнала в процессе манипуляции называется скоростью манипуляции. Скорость манипуляции равна
Скорость манипуляции измеряется в бодах – количестве элементарных посылок в секунду.
Период манипуляции составляет Tм = 2 T, а частота манипуляции равна
На рисунке 8.2 приведена укрупненная структурная схема приемника сигналов амплитудной манипуляции. Он состоит из главного тракта приёма (додетекторного тракта радиоприемника), амплитудного детектора, фильтра нижних частот и формирователя элементарных посылок с заданным порогом срабатывания.
Рисунок 8.2. – Структурная электрическая схема радиоприемника
амплитудно-манипулированных сигналов
Из рисунка 8.1 видно, что сигнал на входе приемника отличается от сигнала на выходе передатчика из-за действия помех и неидеальности тракта распространения радиоволн.
После детектирования и фильтрации в ФНЧ выходной сигнал ФНЧ сравнивается с пороговым уровнем напряжении, который должен соответствовать половине среднего значения напряжения посылки. При меньшем и большем значении порогового уровня увеличивается вероятность ошибки при приеме этого сигнала.
Полоса пропускания приемного тракта должна соответствовать ширине спектра сигнала, которая равна
где k
=3..5 – количество гармоник, которое
учитывается при определении. Длительность
элементарной посылки на выходе приемника
может отличаться от длительности
передаваемой элементарной посылки T.
Такие искажения называются временными
преобладаниями.
40.Радиоприем сигналов квадратурной амплитудной манипуляции. Формирователь сигнала квадратурной амплитудной манипуляции
Рассмотренная в предыдущем разделе амплитудная манипуляция является двухпозиционной, т.к. имеет два значения амплитуды сигнала: нулевое и отличное от нуля.
В настоящее время широко применяется многопозиционная амплитудная манипуляция, которая называется квадратурной (КАМ – квадратурная амплитудная модуляция (манипуляция), QAM – quadrature amplitude modulation – квадратурная амплитудная модуляция).
При КАМ каждому значению амплитуды соответствует символ из нескольких бит. При 16 – позиционной КАМ в символе 4 бита, при 64 – позиционной – 8 бит, т.е. логарифм по основанию 2 от количества позиций. На рисунке 8.3 приведено сигнальное созвездие для 16 – позиционной КАМ. При формировании созвездия используется код Грея: символы в соседних позициях отличаются друг от друга только одним битом.
Рисунок 8.3 – Сигнальное созвездие для 16-КАМ
На рисунке 8.4 приведена функциональная схема формирования сигнала КАМ.
В состав формирователя входят последовательно-параллельный преобразователь, формирователь модулирующих сигналов, косинусно-синусный генератор двух квадратурных компонент несущей, два перемножителя и сумматор.
Рисунок 8.4 – Формирователь сигнала квадратурной амплитудной манипуляции
На рисунке 8.5 приведены временные диаграммы сигналов параллельно-последовательного формирователя и формирователя модулирующих сигналов
Входная последовательность элементарных посылок X разделяется на квадробиты. Каждый квадробит состоит из четырех элементарных посылок. Параллельно-последовательный формирователь преобразует квадробиты в четыре одновременно действующих сигнала Y3, Y2, Y1, Y0.
Длительность элементарной посылки в выходных сигналах последовательно- параллельного преобразователя в 4 раза больше длительности элементарной посылки на входе.
Формирователь модулирующих сигналов ставит в соответствие кодовой комбинации Y3 Y2 Y1 Y0 значения модулирующих сигналов Xc и Xs согласно сигнальному созвездию рисунка 8.3. Так кодовой комбинации 1010 соответствуют значения Xs = 3, Xc = -3, а кодовой комбинации 0010 - Xs = -3, Xc = -3 и т.д.
На выходах перемножителей получаются сигналы с амплитудной и бинарной фазовой манипуляцией, а их сумма образует сигнал квадратурной амплитудной модуляцией.
Рисунок 8.5 - Временные диаграммы сигналов параллельно-последовательного
формирователя и формирователя модулирующих сигналов
На рисунке 8.6 приведены типичные сигналы на выходах перемножителей Yc0 и Ys0, а на рисунке 8.7 выходной сигнал формирователя y.
Рисунок 8.6 - Сигналы на выходах перемножителей Yc0 и Ys0
Рисунок 8.7 – Выходной сигнал формирователя