Чаще всего для эффективной передачи сигнала через физическую среду его спектр должен быть перенесен в область более высоких частот. Для этого в передатчике формируется вспомогательный высокочастотный гармонический сигнал, называемый несущим колебанием. Процесс преобразования первичного сигнала заключается в изменении одного или нескольких параметров несущего колебания по закону изменения первичного сигнала (т.е. в наделении несущего колебания признаками первичного сигнала) и называется модуляцией (слайд 38).
Несущее колебание полностью характеризуется тремя параметрами: амплитудой, частотой и начальной фазой. Модуляцию можно осуществить изменением любого из трех параметров по закону передаваемого сигнала. Модулированное несущее колебание несет в себе полную информацию об исходном первичном сигнале.
В качестве базисов для представления сигналов электросвязи могут быть использованы различные системы ортогональных функций. Наиболее широкое распространение получили гармонические базисные функции, обладающие следующими достоинствами:
- простота генерирования;
- при подаче гармонического сигнала на линейную стационарную электрическую цепь выходной сигнал также будет гармоническим;
- узкий спектр.
Представление сигнала в виде суммы гармонических колебаний с различными частотами называется спектральным разложением.
Амплитудная модуляция. При амплитудной модуляции амплитуда несущего колебания изменяется пропорционально изменению величины первичного (модулирующего) сигнала, а частота и начальная фаза остаются неизменными. АМ-сигнал представляет собой произведение изменяющейся во времени огибающей и гармонического заполнения (рассказать по слайду 48 про образование верхней и нижней боковых частот). Величина коэффициента амплитудной модуляции характеризует глубину модуляции. Использование малой глубины модуляции нецелесообразно ввиду слабого использования мощности передатчика. Если коэффициент модуляции превышает единицу, наблюдается перемодуляция, при этом форма огибающей перестает повторять форму первичного сигнала.
Ширина спектра АМ-сигнала равна удвоенной величине наивысшей частоты модулирующего сигнала. В каждой из боковых полос заключена одинаковая информация о модулирующем сигнале.
Если коэффициент модуляции равен единице, мощность обеих боковых спектральных составляющий составляет только 50 % мощности несущей. Для более эффективного использования мощности передатчика применяется АМ-сигнал с подавленной несущей (балансная амплитудная модуляция). Еще большей энергетической эффективностью обладают АМ-сигналы с подавленной боковой полосой. Кроме того, может производиться не только подавление одной боковой полосы, но и частичное или полное подавление несущей.
Модуляция цифровым сигналом называется манипуляцией.
Квадратурная амплитудная манипуляция.
Частотная модуляция.
При изменении аргумента гармонического колебания (полной фазы) может быть получена угловая модуляция. При изменении частоты гармонического колебания по закону модулирующего сигнала модуляция называется частотной. Амплитуда (размах) отклонения частоты называется девиацией частоты. При частотной модуляции индекс модуляции равен отношению девиации частоты к частоте модулирующего сигнала.
Спектр ЧМ-сигнала содержит две боковые частоты, а также бесконечный ряд гармоник, амплитуды которых определяются функциями Бесселя.
При малых значениях индекса модуляции имеют место приближенные равенства (слайд 52). В этом случае при модуляции гармоническим колебанием спектр ЧМ-сигнала, как и спектр АМ-сигнала, состоит из несущей и двух боковых частот. Отличие заключается только в фазе нижнего бокового колебания.
При высоких значениях индекса модуляции ширина спектра ЧМ-сигнала приближается к удвоенной девиации частоты.
Фазовая модуляция. Фазовая модуляция может быть получена путем изменения начальной
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
