Импульсные виды модуляции

При импульсной модуляции несущей является периодическая последовательность прямоугольных импульсов одинаковой формы. Эта последовательность характеризуется четырьмя параметрами (см. рис. 3.13, а):амплитудой А₀, длительностью t_и, частотой следования f₀=1/T (T – период следования) и фазой импульсов. Все они могут быть информационными. Изменяя их пропорционально мгновенным значениям модулирующего сигнала u_M(t), получают 4 основных вида импульсной модуляции (рис. 3.13):

· Амплитудно-импульсную (АИМ) – изменяется амплитуда импульсов;

· Широтно-импульсную (ШИМ) – изменяется длительность (ширина) импульсов;

· Частотно-импульсную (ЧИМ) – изменяется частота следования импульсов;

· Фазо-импульсную (ФИМ) – импульсы сдвигаются относительно тактовых точек, за которые принимают начало переднего фронта импульсов несущей (эти точки на рис. 3.13, а отмечены кружочками). ФИМ называют также время - импульсной модуляцией (ВИМ) [1].

Период следования импульсов несущей определяется по теореме Котельникова как

T≤(0,8…0,9)/2F_m, (3.50)

где F_m – максимальная частота спектра модулирующего сигнала.

Пределы изменения параметров импульсов выбираются такими, чтобы при модуляции импульсы не перекрывались.

Спектр при импульсных видах модуляции зависит от спектра модулирующего сигнала, вида и параметров модуляции. Аналитическое выражение спектра достаточно сложное. Амплитудный спектр АИМ сигнала на положительных частотах показан в [1], с.114, рис. 3.34.

Для импульсных видов модуляции (кроме ШИМ) ширина спектра не зависит ни от вида модуляции и ее параметров, ни от модулирующего сигнала, ни от периода следования импульсов, а определяется только длительностью импульса несущей и обратно пропорциональна длительности импульса несущей.

Передача импульсно-модулированных сигналов по реальным высокочастотным линиям связи принципиально невозможна, так как их спектр содержит и низкочастотные составляющие. Для переноса в область высоких частот производится повторная модуляция, называемая двойной: модулированными импульсами осуществляется вторичная модуляция гармонической высокочастотной несущей. Структурная схема системы связи для этого случая дана в [1] на с.114, рис. 3.35. При этом можно получить более 10 различных видов двойной модуляции, которые обозначаются как АИМ-АМ, ВИМ-АМ и т. д. Двойные виды модуляции различаются сложностью технической реализации, шириной спектра, помехоустойчивостью, и их применение зависит от конкретных технических условий.