Уфимский Государственный Авиационный Технический Университет

Кафедра Вычислительной Техники и Защиты Информации

Реферат на тему: Виды модуляции

Выполнил:

Студент ФИРТ

группы ЗИ-224

Гаффанов Р.Р.

Проверила:

К.т.н., доцент

Машкина И.В.

УФА 2007

План:

1. Понятие модуляции. Виды модуляции.............................................2

2. Амплитудная модуляция....................................................................4

3. Частотная модуляция..........................................................................9

4. Фазовая модуляция...........................................................................12

5. Импульсная модуляция....................................................................13

Список использованной литературы..................................................17

Понятие модуляции. Виды модуляции

Модуляция -  изменение информативных параметров некоторых первичных физических процессов (сигналов), рассматриваемых как носители информации, в соответствии с передаваемой (включаемой и сигнал) информацией. Виды модуляции связаны с типом сигнала-носителя.

Виды модуляции:

Во всех методах модуляции несущей служат синусоидальные ко­лебания угловой частоты _н, которые выражаются в виде

е_н=А_нsin(_нt+_н) (1а)

где А_н - амплитуда, а _нt+_н - мгновенная фаза (отметим, что _нt, так же как и _н, измеряется в градусах или радианах). Фазовый сдвиг _н введен для придания уравнению (la) большей общности. Аналогично модулирующий сигнал может быть представ­лен как

е_м=А_мsin(_мt+_м) (2б)

для AM, ЧМ и ФМ или в виде импульса в случае импульсной моду­ляции. Выражение _м может быть использовано для обозначения скорее полосы частот, чем единичной частоты.

Схема модулятора - демодулятора:

Амплитудная модуляция

При амплитудной модуляции (АМ) в соответствии с законом передаваемого сообщения меняется амплитуда модулируемого сигнала.

Форма сингала при АМ:

На рисунке показана форма модулированных колебаний и ко­эффициент модуляции m выражен через максимальное и минималь­ное значения ее амплитуды (пикового и узлового значений).

Спектр частот при АМ:

Для модулирующего сигнала большой амплитуды соответствующая амплитуда мо­дулируемой несущей должна быть большой и для малых значений А_м. Эта схема модуляции может быть осуществлена умножением двух сигналов: е_не_м. Для упрощения последующих математических преобразований видоизменим урав­нения (la) и (2а), опустив произвольные фазы _н и _м:

е_н=А_нcos(_нt) (_н=/2) (1б)

е_м=А_мcos(_мt) (_м=/2) (2б)

Произведением этих двух выражений является:

е_н е_м=А_нcos(_нt)  А_мcos(_мt) (3)

Уравнение (3) показывает, что амплитуда модулированной несу­щей будет изменяться от нуля (когда _мt = 90⁰, cos(_мt)=0) до А_нА_м (когда _мt = 0⁰, cos(_мt)=1). Член А_мcos(_мt)  А_н является амплитудой модулированных колебаний и прямо зависит от мгно­венного значения модулирующей синусоиды.

Уравнение (3) может быть преобразовано к виду

(4а)

Это преобразование основано на тригонометрическом тождестве

(5)

Уравнение (4a) представляет собой сигнал, состоящий из двух колебаний с частотами ₁=_н+_м и ₂=_н-_м и амплитудами А_нА_м/2. Переписывая выражение для модулирован­ного колебания (4a), получим

(4б)

где ₁ и ₂ называются боковыми полосами частот, так как _м обычно является полосой частот, а не одиночной частотой. Следовательно, ₁ и ₂ представляют собой две полосы частот — выше и ниже не­сущей (рис. 1,б), т. е. верхнюю и нижнюю боковую полосу соответ­ственно. Вся информация, которую необходимо передать, содержит­ся в этих боковых полосах частот.

Уравнение (4б) было получено для особого случая, когда модулированный сигнал был результатом прямого перемножения е_н на е_м. В результате уравнение (4б) не содержит компонента на частоте несущей, т. е. частота несущей полностью подавлена.

Полное выражение, представляющее амплитудно-модулированное колебание в общем виде, имеет вид:

е_н е_м=А_нcos(_нt)+ А_мcos(_нt)cos(_мt) (6а)

Это выражение описывает как неподавленную несущую (первый член в правой части уравнения), так и произведение, т. е. модуля­цию (второй член справа). Уравнение (6a) можно переписать в виде

е_н е_м=[А_н+ А_мcos(_мt)]cos(_нt)= А_нмcos(_нt) (6б)

Последнее выражение показывает, как амплитуда несущей изме­няется в соответствии с мгновенными значениями модулирующего колебания. Амплитуда модулированного сигнала А_нм состоит из двух частей: А_н — амплитуды немодулированной несущей и А_мcos(_мt) — мгновенных значений модулирующего колебания:

А_нм=А_н+ А_мcos(_мt) (7)

Отношение А_м к А_н определяет степень модуляции. Для А_м=А_н значение А_нм достигает нуля при cos(_мt)=-1 (_мt=180°) и А_нм=2А_н при cos(_мt)=1 (_мt= 0°). Амплитуда модулирован­ной волны изменяется от нуля до удвоенного значения амплитуды несущей. Отношение

m= А_м/А_н (8)

определяет коэффициент модуляции. Для предотвращения искаже­ний передаваемой информации — модулированного сигнала — значение m должно быть в пределах от нуля до единицы: 0m1. Это соответствует А_мА_н. (Для m=0 А_м= 0, т. е. нет модулирующего сигнала.) Уравнение (6a) может быть переписано с введением m:

е_н е_м=А_нcos(_нt)[1+mcos(_мt)] (6в)

Спектр модулированных колебаний может быть выражен преобразованием уравнения (6):

Функциональные схемы передающей и приемной систем с амплитудной модуляцией.

а-функциональная схема передатчика;

б-функциональная схема приемника.