Сигнал и его основные характеристики
Амплитудная модуляция (АМ)
жүктеу/скачать 368,88 Kb.
|
Л 2 ОМС
- Бұл бет үшін навигация:
- Частотная модуляция (ЧМ).
| Амплитудная модуляция (АМ). Амплитудная модуляция – это один из самых простых видов модуляции цифровых сигналов. АМ подразумевает, что для передачи «0» и «1» применяются раз- ные уровни несущего сигнала по напряжению. Например, переда- че «0» будет соответствовать 0,5 В, а «1» – 1 В (рис. 3).
A,B 1
0 –0,5 –1 Рис. 3. Амплитудная модуляция При этом частота и фаза несущего сигнала остаются постоян- ными. Для повышения помехоустойчивости часто применяют уровни различной полярности (например, «0»: 5 В, а «1»: –5 В). Это наиболее простой из всех видов модуляции. Устройства для реализации амплитудной модуляции также просты и недороги. Кроме того, амплитудная модуляция требует минимальной шири- ны полосы пропускания канала связи. АМ нашла применение в оптических каналах связи, т. к. они гораздо меньше подвержены амплитудным помехам. При этом под амплитудой в оптическом сигнале понимается сила света. Та- ким образом, наличие или отсутствие светового импульса будет соответствовать двум значениям цифрового потока. Частотная модуляция (ЧМ). При частотной модуляции в зависимости от передаваемого символа изменяется частота несу- щего сигнала. Например, для передачи «0» используется частота 5 Гц, а «1» – 10 Гц (рис. 4). A, B 1
0 –1
Рис. 4. Частотная модуляция Этот вид модуляции также несложен в реализации и является более помехоустойчивым, чем амплитудная модуляция. Но в эфи- ре довольно часто наблюдаются помехи, вызванные работой про- мышленного оборудования (генераторы, трансформаторы). Если передаваемый сигнал окажется в полосе действия таких помех, то возможен высокий процент потери информации или даже полное блокирование канала связи. ЧМ, так же как и амплитудная, редко применяется на практи- ке. Она используется лишь в хорошо защищенных каналах связи при передаче на небольшие расстояния. ЧМ применяется для высококачественной передачи звукового (низкочастотного) сигнала в радиовещании (в диапазоне УКВ), для звукового сопровождения телевизионных программ, передачи сигналов цветности в телевизионном стандарте SECAM, видеоза- писи на магнитную ленту, музыкальных синтезаторах. Высокое качество кодирования аудиосигнала обусловлено тем, что в радиовещании при ЧМ применяется большая (по срав- нению с шириной спектра сигнала АМ) девиация несущего сигна- ла, а в приемной аппаратуре используют ограничитель амплитуды радиосигнала для устранения импульсных помех. Такая модуля- ция называется широкополосной ЧМ. В радиосвязи применяется узкополосная ЧМ с небольшой девиацией частоты несущей. Фазовая модуляция (ФМ). Фазовая модуляция предполагает изменение фазы несущего сигнала в зависимости от передаваемо- го символа. Для передачи «0», например, может быть использова- на начальная фаза 0 градусов, а для «1» – 180 градусов (рис. 5). A, В 1
0 –1
Рис. 5. Фазовая модуляция Этот вид модуляции более сложен в реализации, но вместе с тем и наиболее помехоустойчив из трех рассматриваемых. Одним их основных недостатков ФМ является эффект «обратной работы» в фазовом детекторе (устройстве, выделяющем из модулирован- ного сигнала информационный), когда ошибка в одном символе может привести к ошибочному детектированию всех последую- щих символов. От этого нежелательного эффекта свободна отно- сительная ФМ (ОФМ). Ее принцип заключается в том, что фаза символа определяется не только текущим значением информаци- онного сигнала, но и значением предшествующих символов. Вторым существенным недостатком ФМ является необходи- мость широкой полосы пропускания для передачи модулирован- ного сигнала. Широкая полоса обусловлена расширением спектра из-за резких переходов между фазой предыдущего и последующе- го символа. На практике часто применяются не обычная ОФМ, а ДОФМ (двойная относительная фазовая модуляция) или ТОФМ (тройная ОФМ). Главное их преимущество – это возможность передать в одной посылке сигнала сразу два информационных символа для ДОФМ и три – для ТОФМ. Это достигается за счет использования не двух, а четырех (ДОФМ) или восьми (ТОФМ) начальных фаз. Для ДОФМ, например, могут быть использованы следующие ва- рианты: 0 градусов – передача «00», 90 – «01», 180 – «10», 270 – «11». Аналогично для ТОФМ, только для восьми начальных фаз: 0 градусов, 45, 90, 135 и т. д. Главным тормозящим фактором дальнейшего увеличения информационной емкости одной посыл- ки сигнала является снижение помехозащищенности сигнала. Ес- ли фазовое расстояние между соседними символами уменьшается, то ошибка может быть создана меньшей по мощности помехой. Также существуют и другие варианты ФМ, которые привно- сят те или иные положительные свойства. Таким образом, ФМ нашла наибольшее применение в системах связи исключительно за счет низкой доли фазовых помех в общей доле нежелательных внешних воздействий. По характеристикам ФМ близка к частотной модуляции. В слу- чае синусоидального модулирующего (информационного) сигнала, результаты ЧМ и ФМ совпадают. АМ, ЧМ и ФМ являются базисом и достаточно редко приме- няются на практике поодиночке. Чаще используются их модифика- ции или в сочетании друг с другом. В частности, в стандарте GSM на радиоинтерфейсе применяется модуляция GMSK (Gaussian modulation with Minimum Shift Keying) – гауссовская модуляция с минимальным фазовым сдвигом. Главное ее преимущество заклю- чается в том, что модулированный этим методом сигнал занимает гораздо меньшую частотную полосу, чем при обычной ФМ. Выбор того или иного метода модуляции обусловлен требова- ниями по помехозащищенности, пропускной способности канала связи, стоимостью реализации оборудования и т. п. жүктеу/скачать 368,88 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|