Цифровые виды модуляции. Дискретизация и квантование сигналов, страница 3

В отличие от ФИМ-I, при ФИМ-II возможна неискаженная передача S(t) по Котельникову. При ФИМ-II значение t_k непосредственно пропорционально отсчету S(kT_i) в тактовой точке kT_i, но модулятор ФИМ-II несколько сложнее. Пример формирования ФИМ-II  с помощью широтно-импульсной модуляции (ШИМ) показан на рис. 16.6.

Рис. 16.6. Метод формирования ФИМ-II

Заряжаемый непрерывно напряжением информационного сигнала конденсатор в момент отсчёта отключается от сигнала S(t) и разряжается на нагрузку. За время разряда конденсатора формируется импульс широтно-импульсного сигнала. Задним фронтом импульса ШИМ запускается генератор прямоугольных импульсов для создания очередного импульса S_i(t_k) с амплитудой U₀.

ФИМ-I проще реализуется и применяется, особенно в телефонии, чаще, так как вносимые искажения при малой  девиации t_k невелики. Так при t_{k max} = 0,5 мкс для сигналов телефонного канала с F_B = 3400 Гц коэффициент нелинейных искажений будет

k_2г = 0,5·p·0,5·10^-6 ·3400 » 0,0025, т.е. 0,25 %.

ШИМ называют иногда модуляцией по длительности (ДИМ) и используют только для промежуточных внутриаппаратных преобразований сигналов. Для непосредственной передачи информации ШИМ подходит плохо, так как при разных длительностях информационных импульсов приёмник вынужден иметь полосу пропускания, рассчитанную на самый короткий импульс, то есть с большим запасом, и, как следствие, работать с высоким уровнем шума на входе.

ФИМ имеет преимущества перед ШИМ и при применении второй ступени модуляции. Например, ФИМ-АМ обеспечивает среднюю мощность передатчика в десятки раз меньше чем ШИМ, так как импульс ФИМ  во столько же раз уже импульсов ШИМ. Ещё одно преимущество ФИМ в том, что все импульсы при этом виде модуляции одной длительности и их легче обрабатывать и регенерировать при возможных искажениях.

Частотно-импульсная модуляция

Если использовать для передачи информации только последовательность импульсов, то кроме АИМ, ФИМ, ШИМ и их модификаций можно организовать еще один основной вид импульсной модуляции - частотно-импульсную (ЧИМ). В простейшем случае при ЧИМ информационный признак сообщения S(t) передаётся с помощью изменения частоты следования импульсов модулирующей последовательности, как показано на рис. 16.7.

Рис. 16.7. Пример сигнала, модулированного с помощью ЧИМ

Схемотехническая реализация манипуляторов ЧИМ и демодуляторов на приёмной стороне линии передачи информации не вызывает затруднений, однако этот вид манипуляции для передачи информации широкого распространения не получил, так как по энергетике значительно уступает фазо-импульсной манипуляции. ЧИМ за её простоту и достаточно высокую помехоустойчивость  используют в основном в устройствах автоматического регулирования и управления.

Применение радиоимпульсов позволяет получить кроме АИМ, ФИМ, ШИМ, ЧИМ и дополнительные виды модуляции: по частоте и по фазе высокочастотного заполнения. Эти виды модуляции активно применяются в телеграфии и при передаче дискретной информации.