Структурная схема канала связи. Схемные решения AM модуляторов. Расчет статической модуляционной характеристики, страница 4

непрерывно передавать значения ухода частоты (фазы) излучения. Такой канал называется когерентным (КГ) и его можно обеспечить только при наличии высокостабильной ЛС (передача КГ по «эфиру» исключена).

В 1937 г. В. Пиотровичем была предложена относительная фазовая модуляция (ОФМ), в которой сравниваются фазы двух соседних сигналов. Если происходит переход от «1» к «0», то фаза меняется на 180°. Если идут одни «1», то фаза соседних сигналов не меняется, но за длительный отрезок времени (сутки) она может уйти сколько угодно. И наоборот, если подряд следуют сигналы низкого уровня «0», то каждая посылка будет отличаться от предыдущей на 180° (π). Таким образом, при ОФМ требуется лишь кратковременная стабильность фазы (частоты) генератора высокой частоты: лишь бы фаза не ушла более чем на за время длительности одной посылки. А в технике связи длительность посылки редко превышает 1 мкс (10–6 с). Сказанное поясняется рисунком 1.6, на котором изображена эпюра напряжения сигнала «101» при ОФМ.

Рисунок 1.6

В реальных каналах связи всегда присутствуют аддитивные помехи, тогда сигнал на входе (выходе линейного приемника) z(t) при различных видах модуляции будет иметь вид (рисунок 1.7)


Рисунок 1.7

Т.к. информация в ФМ и ЧМ заключена, соответственно, в изменении фазы или частоты, а помеха, в основном, влияет на амплитуду входного сигнала, то ФМ и ЧМ явно более помехоустойчивые виды связи. Кроме того, обычно при приеме ЧМ (ФМ) сигналов ставят двусторонние ограничители амплитуд, устраняющие вредное влияние помех.

Далее по структурной схеме следует демодулятор (детектор), превращающий высокочастотный сигнал в низкочастотную информацию. Простейшим типом амплитудного детектора является диодный, а при ЧМ и ФМ –соответственно: частотные или фазовые детекторы, о которых будем говорить ниже.   На   выходе   демодулятора   возникает   сигнал   (kAt),   где   знак   «^» свидетельствует, что он несколько отличается от передаваемого b(kAt) за счет помех. Вид напряжений (kAt) для различных видов модуляции приведен на рисунке 1.8.


Рисунок 1.8

Из рисунка 1.8 видно, что схемы с активной паузой (ЧМ и ФМ) дают большее различие сигналов «0» и «1», что еще раз подтверждает их высокую помехоустойчивость по сравнению с AM.

С выхода декодера все виды  (kAt) дадут одинаковые сигналы (t) вида (101). При этом следует добиваться от схемы обработки сигнала, чтобы мощность ошибки принятого сигнала от передаваемого была минимальной (минимумы среднеквадратичного отклонения ε).

Это один из простейших критериев оценки качества приема сигналов. Следует отметить, что в ТЭС под мощностью понимают квадрат амплитуды сигнала, не деля его на постоянную величину - равную сопротивлению нагрузки, хотя . Но для оценки канала связи берут соотношение сигнал/шум

, где Рс – мощность сигнала;

        Ршмощность шума.

Мощность (энергия) – являются единственно верным отражением свойств электрического сигнала. Нельзя ставить вопрос: какая лампочка ярче светит на 220 В или 12 В? Обеспечивает большую яркость более мощная лампа, если даже она на 12 В ! Это соотношение с/ш (h2) образуется на одном и том же R, поэтому


, где σ2  – дисперсия шума.

Рассмотренная структурная схема выполнена для AM сигналов.

Для угловых методов модуляции будут меняться схемы модуляторов и демодуляторов.

Так при ЧМ модуляция ВЧ сигнала низкочастотным может осуществляться путем параллельного включения варикапа к колебательному контуру задающего генератора. В свою очередь варикап управляется напряжением U(t) или b(kAt). Частотный детектор (демодулятор) чаще всего выполняется в виде балансной (двухтактной) схемы с диодными детекторами, на входе которых стоят полосовые фильтры на разные частоты: ω0 и ω1, (рисунок 1.9).

Рисунок 1.9

Фазовый  модулятор также  обычно  строится по  симметричной  схеме: имеется задающий автогенератор на частоту ω0, в котором имеется 2 выхода (индуктивный и емкостной), обеспечивающих сдвиг начальной фазы на – π/2 и      + π/2. Схемы ФМ модулятора и демодулятора приведены на рисунке 1.10.

Рисунок 1.10