Курс лекций по дисциплине “Методы и устройства формирования радиосигналов” (Лекции 1-34. Назначение дисциплины. Радиосигнал и его характеристики. Основные этапы развития радиотехники. Паразитные излучения в формирователях. Электромагнитная совместимость в формирователях), страница 61

В данной системе двоичный 0 представляется сигнальным пакетом, фаза которого совпадает с фазой предыдущего посланного пакета, а двоичная представляется сигнальным пакетом с фазой, противоположной фазе предыдущего пакета.  Такая  схема  называется  дифференциальной,  поскольку сдвиг фаз выполняется относительно переданного бита, а не относительно какого-то эталонного сигнала. При дифференциальном кодировании передаваемая информация представляется не сигнальными посылками, а изменениями между последовательными сигнальными посылками. Схема DРSК делает излишним строгое согласование фазы местного гетеродина приемника и передатчика

В передатчиках магистральной связи ФТ осуществляется в возбудителях на поднесущей частоте, выбран ной для формирования однополосного сигнала. Для этого применяют схему, аналогичную кольцевой схеме балансного модулятора.

Дня получения ФМ - колебаний может также использоваться модулятор, схема которого представлена на Рис.22.3.

Рис. 22.3. Структурная схема балансного модулятора.

На схеме (Рис.22.3) приняты обозначения: (+) – сумматор; (-) – вычитающее устройство; КВ – устройство возведения в квадрат; :4 – делитель напряжения на четыре;

Если , а  определяется дискретной функцией , то в соответствии с выражением (22.5) при передаче единицы переданный сигнал определяется формулой:

При передаче нуля:

При бинарной или двухуровневой манипуляции, т.е. когда число уровней определяется соотношением , полоса частот, занимаемая манипулированным сигналом находится по формуле:

, где м=1, В - скорость передачи битов; b - коэффициент, зависящий от способа фильтрации полосового сигнала (О<b< 1); М - число уровней-т - число бит в одной посылке;

Занимаемая полоса  зависит прежде всего от способов манипуляции и фильтрации.

На практике широко используются как многоуровневые системы с линейной модуляцией и многопозиционные системы нелинейной модуляцией так и их смешанные варианты, когда т>2. При этом достигается такая же эффективность использования мощности, но при использовании ширины полосы в т раз меньшей, чем при двухуровневой манипуляции.

При четырехуровневой фазовой манипуляции (м=2), в распространенной кодировке, известной как ОФМ-4 или QР5К, каждая пара двоичных элементов кодируется в виде одной из четырех фаз сигнала. Идеальная форма сигнала при ОФМ-4 может быть представлена в виде суммы квадратурной и синфазной составляющих:

            (22.7)

где ; и  представляет модуляцию передаваемых сигналов. Длительность каждого символа составляет . Для удобства двоичная единица отображается в , а нуль - в . Таким образом, двоичная единица представляется несущей с измененным масштабом, а двоичный нуль - отрицательной версией с измененным масштабом; амплитуда в обоих случаях одинакова.

Для получения сигнала s(t) в соответствии с (22.5) может быть предложена следующая схема модулятора ОФМ-4 (рис. 22.4)

Из входного цифрового сигнала ЦИС в преобразователе кода ПК формируется две последовательности импульсов Q(t) и I(t). Каждая последовательность через ФНЧ подводится к одному из балансных модуляторов БМ1 и БМ2, на которые подаются сигналы ВЧ с генератора Г, сдвинутые по фазе на . Выходные сигналы с БМ1 и БМ2 складываются в сумматоре, на выходе которого формируется сигнал s(t).

Сигнал ОФМ-4 представляет собой геометрическую сумму двух ортогональных (сдвинутых на ) сигналов РSK:  и . Каждый из двух сигналов управляется своим напряжением Q(t) и I(t) со скоростью в два раза меньшей скорости ЦИС. В результате полосы частот сигналов  и  уменьшаются в два раза по сравнению с полосой частот сигнала РSК, а, поскольку, будучи независимыми,  и , размещаются в одной и той же полосе частот, полоса сигнала ОФМ-4 оказывается в два раза уже полосы сигнала РSК.

Рис. 22.4. Структурная схема цифрового модулятора ОФМ-4.

Два управляющих сигнала Q(t) и I(t) образуют четыре различных комбинации (коды), которым соответствуют четыре положения (фазы) вектора сигнала. Эти состояния удобно обозначать двухразрядными двоичными числами, обозначающими последовательность: 00,01,11,10. Сказанное хорошо поясняет векторная диаграмма сигнала ОФМ-4 (рис 22.5).