Реферат Курсовая Конспект
Однотональна AM - раздел Философия, Елементарний вступ в MATLAB Для Розуміння Суті Амплітудної Модуляції І Спектральної Структури Ам-Сигналу ...
|
Для розуміння суті амплітудної модуляції і спектральної структури АМ-сигналу корисно докладніше розглянути окремий випадок, коли модулюючий сигнал є гармонійним. Відношення між амплітудами модулюючого сигналу Ам і несучого коливання А0 називається коефіцієнтом модуляції або глибиною модуляції: m = А0/А0. З урахуванням цього можна записати:
function Example15_2
Fs = 100; % % частота дискретизації
t = -10:1/Fs:10; % дискретний час
omega0 = 10; % несуча частота
OMEGA = 1; % частота модулюючого сигналу
s_AM_0 = cos(omega0 * t);
s_AM_50 = (1+0.5*cos(OMEGA*t)).* cos(omega0 * t);
s_AM_100 = (1+ cos(OMEGA*t)).* cos(omega0 * t);
subplot(3, 1, 1)
plot(t, s_AM_0) % модуляція відсутня
subplot(3, 1, 2)
plot(t, s_AM_50) % глибина модуляції 50%
subplot(3, 1, 3)
plot(t, s_AM_100) % глибина модуляції 100%
На екрані показано вигляд однотонального АМ-сигналу при різних значеннях коефіцієнта модуляції.
Зазвичай коефіцієнт модуляції повинен лежати в діапазоні 0 ...1. При m > 1 має місце перемодуляція: підстановка таких значень в наведену формулу дає наступний результат:
figure
A_AM_150 = 1 + 1.5*cos(OMEGA*t);
s_AM_150=A_AM_150.*cos(omega0*t);% глибина модуляції 150%
plot(t, s_AM_150, t, abs(A_AM_150), '--')
% на екрані показано вигляд однотонального АМ-сигналу в разі перемодуляції (m = 1,5).
АМ-сигнал у загальному випадкує результат множення модулюючого сигналу (з доданою постійною складовою) на гармонійне несуче коливання.
Спектр огинаючої A(t) при амплітудної модуляції зсувається в область несучої частоти ± w0, «роздвоюючись» і зменшуючись в два рази за рівнем. Покажемо це на графіку:
function Example15_3
w = -20:0.1:20; % значення частот для розрахунку
w0 =10; % несуча частота
S_A = 1./(1+w.^2); % спектр сигналу, що модулює
% спектр модульованого сигналу
S_AM = 0.5 ./(1+(w+w0) .^2) + 0.5./(1+(w-w0).^2);
plot(w, S_A, '--', w, S_AM)
На екрані показані спектри огинаючої (пунктирна лінія) і АМ-сигналу (суцільна лінія).
Отже, спектр АМ-сигналу в загальному випадку містить несучу частоту (рівень якої визначається постійною складовою огинаючої), а також верхню і нижню бічні смуги.
Обчислимо значення спектральної функції АМ-сигналу на несучій частоті:
Перший доданок - поділена навпіл постійна складова модулюючого сигналу. А ось другий доданок представляє собою «хвіст» від другої «половинки» спектру, сконцентрованої в області негативних частот, в околицях частоти -w0. Слід мати на увазі, що, оскільки всі реальні сигнали мають кінцеву тривалість (і, отже, нескінченно протяжний спектр), дане явище накладання «хвостів» завжди буде мати місце. У більшості практичних ситуацій, однак, несуча частота значно перевищує ефективну граничну частоту спектра обвідної, так що вплив даного ефекту дуже малий.
Графічно проілюструємо накладення «хвостів» зсунутих копій спектру, зменшивши в розглянутому раніше прикладі несучу частоту:
function Example15_4
w = -5:0.1:5; % значення частот для розрахунку
w0 = 2; % несуча частота
S_A = 1./(1+w.^2); % спектр сигналу, що модулює
% спектр модульованого сигналу
S_AM = 0.5./(1+(w+w0).^2) + 0.5./(1+(w-w0).^2);
plot(w, S_A, '--', w, S_AM) % На екрані показано, що при недостатньо високою несучою частоті спектр АМ-сигналу (суцільна лінія) може бути істотно несиметричним щодо несучої частоти через накладення хвоста
15.4.Енергетичні співвідношення в АМ-сигналі
Повернемося до розгляду однотонального АМ-сигналу, щоб з'ясувати, як розподіляється потужність у його спектрі. Введемо в розгляд коефіцієнт корисної дії (ККД) амплітудної модуляції, визначивши його як відношення потужності бічних частот до загальної середньої потужності сигналу. Побудуємо графік залежності ККД від коефіцієнта модуляції т:
function Example15_5
m = 0:0.01:1;
eta = m.^2./(m.^2+2);
plot(m, eta)
xlabel('m')
ylabel('eta_{AM}') % На екрані показано залежність ККД від коефіцієнта амплітудної модуляції.
Демодуляція AM-сигналу може бути виконана кількома способами. Найпростіший шлях - імітувати роботу аналогового двухполуперіодного детектора. Ми обчислюємо модуль вхідного АМ-сигналу, а потім згладжуємо получені однополярні косінусоідальні імпульси, пропускаючи їх через ФНЧ:
function Example15_6
Fs = 100;
t = -10:1/Fs:10;
omega0 = 10;
OMEGA = 1;
s_AM_50 = (1+0.5*cos(OMEGA*t)).* cos(omega0 * t);
y = abs(s_AM_50);
[b, a]= butter(5, 2*OMEGA/pi/Fs);
z = filtfilt(b, a, y);
plot(t(1:1000), y(1:1000), '--', t(1:1000), z(1:1000))
На екрані показано двохполуперіодне детектування АМ-сигналу: однополярні імпульси (пунктирна лінія) і результат їх згладжування (суцільна лінія). Даний спосіб, очевидно, не буде працювати правильно в разі перемодуляції.
Наступний метод - так зване синхронне детектування, суть якого полягає в множенні частоти сигналу на опорне коливання:
figure
y = s_AM_50 .* cos(omega0 * t);
[b, a] = butter(5, 2*OMEGA/pi/Fs);
z = filtfilt(b, a, y);
plot(t(1:1000), y(1:1000), '--', t(1:1000), z(1:1000))
На екрані показано синхронне детектування АМ-сигналу: результат множення на опорне коливання (пунктирна лінія) і виділений низькочастотний сигнал (суцільна лінія).
Перевагою синхронного детектування є те, що воно дозволяє правильно демодулювати сигнал навіть у випадку перемодуляції.
Питання для самоперевірки
1. Що таке амплітудна модуляція?
2. Що таке однотональна модуляція?
3. Що таке АМ-сигнал у загальному випадку?
4. Які енергетичні співвідношення в АМ-сигналі?
5. Що таке демодуляція?
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ... Національний авіаційний університет... СПЕЦІАЛІЗОВАНІ АРХІТЕКТУРИ КОМП ЮТЕРІВ Лабораторний практикум для студентів напряму...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Однотональна AM
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов