Расчет модулятора в системе передачи

 

 

Модуляция – это процесс изменения одного или нескольких параметров несущего колебания в соответствии с изменением параметров модулирующего сигнала. В качестве несущей в настоящее время широко используются гармонические колебания и периодическая последовательность импульсов.

Устройство предназначенное для получения модулированного сигнала называется модулятором. Любой модулятор должен иметь два входа: один – для несущего колебания, другой – для модулирующего сигнала.

Дискретная модуляция является частным случаем модуляции гармонической несущей, когда модулирующий сигнал дискретный. Таким дискретным модулирующим сигналом обычно является первичный сигнал, отображающий символы кодовых комбинаций. Часто дискретную модуляцию называют манипуляцией.

Управляя с помощью такого модулирующего сигнала параметрами гармонической несущей, можно получить соответственно амплитудную (АМн), частотную (ЧМн), фазовую (ФМн) и относительную (ОФМн) манипуляции.

При двоичном коде модулирующий сигнал принимает два значения u1(t)= Um и u2(t) = - Um, которые соответствуют символам 1 и 0. Модулированный сигнал при этом также будет принимать два значения s1(t) и s2(t).

На рисунке 3.1 приведены временные диаграммы различных видов манипуляции. При АМн сигналу u1(t) соответствует передача несущего колебания в течение длительности символа Тс (посылка), сигналу u2(t) соответствует отсутствие колебания (пауза). При ЧМн несущее колебание с частотой ω 1= ω 0 + Δ ω соответствует сигналу u1(t), а колебание с частотой ω 2 = ω 0 – Δ ω соответствует сигналу u2(t). Обычно разнос частот выбирают таким, чтобы спектры сигналов s1(t) и s2(t) мало перекрывались. При ФМн девиация фазы выбирается равной π /2, так как при этом обеспечивается наибольшеее различие между сигналами s1(t) и s2(t), которые являются противоположными. В связи с этим при ФМн фаза несущей меняется на 180⁰ при каждом переходе от u1(t) к u2(t) и наоборот. Фаза несущего колебания в ОФМн сигнале изменяется на 180 градусов при передаче символов 1 и остается неизменной при передаче символов 0.

 

д)

 

 

Рисунок 3.1 – Временные диаграммы сигналов при дискретной модуляции:

 

а) модулирующий сигнал; б) амплитудная манипуляция; в) частотная

манипуляция; г) фазовая манипуляция; д) относительная фазовая

манипуляция

 

Задание. Цифровым сигналом с выхода кодера модулируется гармоническое несущее колебание с частотой F_н = 1000F_max и средним значением амплитуды А₀ в соответствии с методом модуляции. Необходимо:

- привести структурную схему модулятора;

- записать аналитическое выражение для сигнала на выходе модулятора;

- вычислить ширину спектра модулированного сигнала и сравнить ее с

шириной спектра первичного сигнала;

Ширину спектра сигнала Fс на выходе модулятора можно вычислить по формулам для АМн, ФМн и ОФМн F_с = 1, 5/T_с, а для ЧМн по формуле F_с = 2, 5/T_с, где T_с - длительность символа на входе модулятора, определенная выше. Амплитуда сигнала и среднее значение связаны соотношением А₀ = 0, 637А_мах.