Другие виды линейной модуляции (БМ, ОМ, КАМ) - раздел Связь, Теория электрической связи. Конспект лекций Амплитудная Модуляция Относится К Линейным Видам Модуляции Вследствие Линейно...
Амплитудная модуляция относится к линейным видам модуляции вследствие линейной зависимости модулированного сигнала от модулирующего (3.1). Выше отмечалась её низкая энергетическая эффективность. Первое очевидное решение для преодоления этого недостатка заключается в исключении из спектра АМ сигнала несущего колебания. В результате приходим к двухполосной передаче с подавленной несущей. Получение такого двухполосного сигнала весьма просто – достаточно из модулирующего сигнала исключить постоянную составляющую (если она есть), используя, например, разделительный конденсатор Ср и умножить его на несущее колебание (рис. 3.18).
. (3.5)
Такой модулятор (перемножитель), строят обычно по балансной схеме (рис. 3.10) и называют балансным, а двухполосный сигнал – БМ сигналом. Существенно то, что огибающая БМ сигнала не повторяет форму модулирующего колебания, как в случае АМ, а воспроизводит его модуль
,
причём в моменты смен знака наблюдаются скачки фазы БМ сигнала на 180°. Таким образом, БМ сигнал можно трактовать как сигнал с амплитудной и фазовой модуляциями одновременно.
Как отмечалось выше при рассмотрении спектра АМ сигнала, нижняя боковая полоса является «зеркальным отражением» верхней, т.е. не содержит никакой дополнительной информации о модулирующем сигнале. Отсюда возникает возможность передачи сигналов с помощьюоднополосной модуляции(ОМ). При этом безразлично какую из двух полос ВБП или НБП использовать при однополосной передаче.
ОМ сигнал можно получать из БМ сигнала фильтровым или фазокомпенсационным методами. Фильтровой метод в силу своей очевидности не требует дополнительных пояснений. Отметим лишь высокие требования к крутизне ската АЧХ полосового фильтра для выделения ВБП или НБП (по причине малого «частотного зазора» 2Wмин между ними), возрастающие с увеличением несущей частоты.
Синтезируем однополосный модулятор на основе фазокомпенсационного метода подавления одной из боковых полос. Для этого обратимся к аналитическому модулирующему сигналу , спектр которого полностью располагается в области положительных частот (рис. 3.19)
Умножая на , получим аналитический сигнал со спектром, смещённым вверх по оси частот на wн, т.е. по нашей терминологии комплексный ОМ сигнал ВБП
.
Вернёмся к действительному ОМ сигналу
. (3.6)
Рассматривая полученное выражение как алгоритм, приходим к параметрической реализации однополосного модулятора в виде, представленном на рис. 3.20.
Самостоятельно убедитесь в том, что для получения НБП достаточно в выражении (3.6) разность заменить на сумму.
Подставим в (3.6) модулирующий сигнал в квазигармонической форме
.
Из полученного результата видно, что в результате однополосной модуляции сохраняется огибающая модулирующего сигнала, а мгновенная частота возрастает на wн
.
Однополосную модуляцию можно рассматривать как самую простую – перенос (транспонирование) спектра модулирующего сигнала с сохранением его огибающей, а можно как сложную – амплитудную и фазовую одновременно. Она является самой узкополосной – ширина спектров модулирующего и однополосного сигналов одна и та же. Важным преимуществом ОМ по сравнению с АМ является энергетический выигрыш, доходящий (в зависимости от статистики модулирующего сигнала) до 10 раз.
К недостаткам ОМ можно отнести большие сложности получения и приёма однополосного сигнала.
Ещё одним видом линейной модуляции является квадратурная амплитудная модуляция (КАМ),сущность которой заключается в передаче двух разных сигналов методами АМ или БМ на одной несущей частоте. Спектры этих двух сигналов полностью перекрываются и их разделение с помощью фильтров невозможно. Чтобы сохранить возможность разделения сигналов на приёмной стороне, несущие колебаний на модуляторы подают с фазовым сдвигом 90° (в квадратуре). Схема формирования КАМ сигнала приведена на рис. 3.21. Достоинством КАМ по сравнению с обычными АМ или БМ, является вдвое большее количество сигналов, которые можно независимо передавать в одной и той же полосе частот.
Содержит общие сведения о системах связи, описание моделей детерминированных сигналов. Рассмотрены преобразования сигналов в типовых функциональных узлах систем связи (модуляторах и детекторах разных видов, перемножителях и преобразователях частоты сигналов).
Приведены контрольные вопросы по всем разделам для самопроверки их усвоения и рекомендации по проведению сопутствующих экспериментальных исследований в виртуальной учебной лаборатории по курсу ТЭС.
Материал соответствует действующей учебной программе по курсу ТЭС...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Другие виды линейной модуляции (БМ, ОМ, КАМ)
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Информация, сообщения, сигналы
Под информацией понимают совокупность каких-либо сведений о явлениях, объектах и т.п. Сообщения представляют собой материальную форму существования информации и могут иметь различную
Классификация сигналов
По относительной ширине спектра сигналы делят на низкочастотные (называемые также НЧ, видео, широкополосные сигналы) и высокочастотные (ВЧ, радио, узкополосные, полосовые сигналы).
Обобщенная структурная схема системы связи
Под системой связи (СС) понимают совокупность технических средств и среды распространения сигнала, служащих для передачи сообщений от источника к получателю.
Обобщенная структурная схема
Классификация систем связи
По виду передаваемых сообщений различают:
1) телеграфию (передача текста),
2) телефонию (передача речи),
3) фототелеграфию (передача неподвижных и
пространств
Сигналы – это, прежде всего, процессы, т.е. функции времени x(t), существующие на ограниченном интервале Т (в теории возможно Т → ∞). Их можно изобразить гра
Метрические пространства
Первое свойство, которым мы наделим пространство сигналов, называют метрикой.
Метрическое пространство – это множество с подходящим образом определенным расстоянием между его элеме
Линейные пространства
Усовершенствуем структуру пространства сигналов, наделив его простыми алгебраическими свойствами, присущими реальным сигналам, которые можно алгебраически складывать и умножать на числа.
Нормированные пространства
Следующий наш шаг в совершенствовании структуры пространства сигналов – объединение геометрических (характерных для метрических пространств) и алгебраических (для линейных пространств) свойств путе
Пространства со скалярным произведением
Введем еще одну дополнительную геометрическую характеристику (операцию) в пространстве сигналов в виде отображения упорядоченной пары векторов на поле скаляров из F. Эту операцию называют
Разложение сигналов в обобщенный ряд Фурье
Введем в пространстве L2(T) базис {ψi(t)}. Для упрощения последующих вычислений будем полагать, что он ортонормированный, т.е. отвечает
Спектры периодических сигналов
Периодическими называют сигналы, обладающие следующим свойством
x(t) = x(t – kT), где Т – период, k = 0, ±1, ±2, ±3,… .
Как известно, т
Спектры Т-финитных сигналов
Т-финитными называют ограниченные по времени сигналы. По определению они не могут быть периодическими и, следовательно, к ним не применимо разложение в ряды Фурье.
Чтобы получить адекватн
Свойства преобразования Фурье
1. Прямое и обратное преобразование Фурье являются линейными операторами, следовательно, действует принцип суперпозиции. Если
Дискретизация и восстановление сигналов
Под дискретизацией сигналов (в узком смысле) понимают преобразование аналогового сигнала x(t) в последовательность отсчётов его мгновенных значений, взятых через инте
исследований компонентов аналитического сигнала
Для закрепления полученных в разделе 2.5 знаний по квазигармоническому представлению сигналов целесообразно на базе лабораторной работы № 29 «Аналитический сигнал» провести экспери
в типовых функциональных узлах систем связи
К анализу и синтезу функциональных узлов (ФУ) систем связи можно подходить с позиций «чёрного ящика», имеющего один или несколько входов и выход (рис. 3.1). Входные сигналы ФУ называют воздействиям
Линейные преобразования сигналов и ФУ
Линейные ФУ по определению описываются линейными дифференциальными уравнениями (в том числе нулевого порядка для резистивных цепей) с постоянными коэффициентами. С точки зрения схемотехники это зна
Параметрические преобразования сигналов и ФУ
По определению параметрические ФУ описываются линейными дифференциальными уравнениями (в том числе нулевого порядка для резистивных цепей), у которых есть коэффициенты, зависящие от независимой пер
Нелинейные преобразования сигналов и ФУ
Нелинейные преобразователи сигналов описываются нелинейными дифференциальными уравнениями (в том числе нулевого порядка для резистивных цепей), у которых хотя бы один коэффициент зависит от их реше
Амплитудная модуляция
Модуляция в системах связи используется тогда, когда непосредственная передача первичного сигнала по линии связи оказывается невозможной. Согласование передаваемого сигнала с характеристиками линии
с линейными видами модуляции
При приёме модулированных сигналов над ними необходимо выполнять операцию обратную модуляции, т.е. преобразование, в результате которого будет получен сигнал, пропорциональный модулирующему на пере
Преобразование частоты сигналов
Преобразованием частоты называют перенос (транспонирование) спектра сигнала (обычно узкополосного) по оси частот «вверх» или «вниз» на некоторое расстояние wг, задаваемо
Угловая (ЧМ и ФМ) модуляция
При угловой модуляции (УМ) информация о модулирующем сигнале закладывается в полную фазу
Векторная диаграмма колебания с УМ
Из аналитического выражения колебания с УМ (3.8) видно, что его амплитуда U0 сохраняется неизменной, следовательно, вектор комплексной амплитуды
Методы осуществления угловой модуляции
Различают два основных метода осуществления угловой модуляции – прямой и косвенный. По прямому методу реализуют частотные модуляторы на основе генераторов, частота колебаний которых управляется вне
Детектирование ФМ сигналов
Для детектирования ФМ сигналов можно использовать ранее рассмотренный синхронный детектор (рис. 3.27). При
Детектирование ЧМ сигналов
Для построения частотных детекторов используются два метода связанные с преобразованием вида модуляции:
1) преобразование ЧМ в АМ с последующим амплитудным детектированием,
. (3.5)
Такой модулятор (перемножитель), строят обычно по балансной схеме (рис. 3.10) и называют балансным, а двухполосный сигнал – БМ сигналом. Существенно то, что огибающая БМ сигнала не повторяет форму модулирующего колебания, как в случае АМ, а воспроизводит его модуль
,
наблюдаются скачки фазы БМ сигнала на 180°. Таким образом, БМ сигнал можно трактовать как сигнал с амплитудной и фазовой модуляциями одновременно.
, спектр которого полностью располагается в области положительных частот (рис. 3.19)
Умножая 
, получим аналитический сигнал со спектром, смещённым вверх по оси частот на wн, т.е. по нашей терминологии комплексный ОМ сигнал ВБП
.
. (3.6)
Рассматривая полученное выражение как алгоритм, приходим к параметрической реализации однополосного модулятора в виде, представленном на рис. 3.20.
.
.
сущность которой заключается в передаче двух разных сигналов методами АМ или БМ на одной несущей частоте. Спектры этих двух сигналов полностью перекрываются и их разделение с помощью фильтров невозможно. Чтобы сохранить возможность разделения сигналов на приёмной стороне, несущие колебаний на модуляторы подают с фазовым сдвигом 90° (в квадратуре). Схема формирования КАМ сигнала приведена на рис. 3.21. Достоинством КАМ по сравнению с обычными АМ или БМ, является вдвое большее количество сигналов, которые можно независимо передавать в одной и той же полосе частот.
Новости и инфо для студентов