Преглед на видовете модулации 1 Основни принципи
Демодулация на амплитудно и честотно модулирани сигнали
Изтегляне 361.18 Kb.
|
- Навигация на страницата:
- 2.7.1 Демодулация на амплитудно модулирани сигнали
- 2.8.2 Време - импулсна модулация
- 2.8.2.1 Честотно - импулсна модулация
- 2.8.2.2 Фазово -импулсна модулация
- 2.8.3 Широчинно - импулсна модулация
- 2.8.3.1 Едностранна широчинно - импулсна модулация
- 2.8.3.2 Двустранна широчинно - импулсна модулация
2.7. Демодулация на амплитудно и честотно модулирани сигнали 2.7.1 Демодулация на амплитудно модулирани сигнали Детекцията (демодулацията) е процес, при който модулирания сигнал се възстановява модулиращия сигнал, който е носител на информация. При амплитудната, честотната и фазовата модулация в спектъра на модулирания сигнал не се съдържат съставки с честоти от спектъра на модулиращия сигнал. За да се получат такива съставки е необходимо да се извърши преобразуване на честотата. Това налага използването на нелинейни елементи или линейни системи с променливи параметри. 
фиг.2.29
От преобразувания спектър на модулирания сигнал е необходимо да се отдели този на модулиращия. Той се намира в нискочестотната област. Тогава в блоковата схема на амплитудния детектор освен нелинеен елемент трябва да съдържа и нискочестотен филтър (фиг.2.29). В зависимост от работната област върху характеристиката на нелинейния елемент детекцията бива квадратична и линейна. Най-често се използва т.н. линейна детекция, при която амплитудите на входния сигнал са под 0.5V. Характеристиката на нелинейния елемент (диод) се апроксимира с израза. i = a1 и и > 0 (48) i = 0 и < 0 Тогава при едночестотна модулация преобразуваният спектър след нелинейния елемент ще придобие вида, даден на фиг.2.30. 
фиг.2.30
Кондензаторът се избира от следните съображения : 1.Да шунтира резистора Rт за високочестотните съставки от преобразувания спектър. От спектралната диаграма на фиг.2.30 се вижда, че това ще е изпълнено (ако ωо - Ω ≈ ωо ) при условието Rт >>  (49)
2.Да не се шунтира резистора Rт за честотите от спектъра на модулиращия сигнал. Изискването ще е спазено, ако при най-високата честота в спектъра на модулиращия сигнал Ω2 . Rт <<  (50)
Когато се взимат под внимание изразите (49) и (50), се получава  (51)
фиг.2.31
а) Избор на много малък кондензатор Сф . Тогава няма да е спазено изискването (49). Детекторът ще е безинертен по отношение на високите честоти. Кондензатори ще се зарежда и разрежда за всеки период на високочестотното трептение (фиг.2.32а). б) Кондензаторът е много голям. Не се спазва условието (50). Детекторът ще е инертен по отношение на модулиращия сигнал ( фиг. 2.32б) и за един период на нискочестотното трептение няма да може да се разреди. Получава се нелинейни изкривявания. На фиг.2.32в е показана работата на детектора при оптимално избрани Rт и Сф.
НЧФ-нискочестотен филтър УГ-управляем генератор fо- честотата на носещия сигнал Средната честота на УГ fГср=fо
фиг.2.33
2.8 Импулсни модулации Както вече бе посочено, модулацията е процес, при който някои от параметрите на високочестотен(носещ) сигнал се изменят в зависимост от нискочестотен (модулиращ) сигнал. Когато носещият сигнал представлява периодична поредица от правоъгълни импулси (фиг.2.2), модулацията се нарича импулсна. Параметрите на импулса са : - амплитудна - Ао ; - период на повторение - Т; - продължителност – τ . Процесът на възстановяване на модулиращия сигнал се нарича демодулация. За да може точно да се осъществят процесите на модулация и демодулация периодът на импулсната поредица трябва да отговаря на теоремата за дискретизация
Ако носещият сигнал се описва с израза aо(t) = AoS(t) , (53) а модулиращия сигнал е хармонично трептение aм(t) = Aм cos Ωt (54) амплитудно – импулсно модулирания сигнал е аАИМ(t) = Ao (1 + m cos Ωt ) S (t) , (55) където m е индексът на модулация . 
фиг.2.34 Импулсната поредица може да се разложи в ред на Фурие на сума от безброй много хармонични съставки  (56)
където ωо = 2πfo  -честота на повторение на носещи импулси. Измерва се в имп./s
ао/2 A01 mао/2 A03 A 05 A02 A04 A06 Ω / ω \ 2ω0 3ω0 4ω0 5ω0 6ω0 ω ω0 - Ω ω0 + Ω фиг.2.35
Вижда се, че всяка от хармоничните съставки след модулацията се явява носещо трептение, подобно на амплитудната модулация. Следователно спектърът на АИМ сигнал, съдържа постоянна съставка ао/2, съставките на носещия сигнал с честоти nωo (кратни на честотата на носещия сигнал ωо ) и амплитуди Aon и съставки с честоти (nωо ± Ω ) и амплитуди mAon /2.Освен тези хармоници спектърът съдържа и една съставка с честотата на модулиращия сигнал Ω и амплитудата mao/2. Така описаната амплитудно - честотна спектрална диаграма е при хармоничен управляващ сигнал. Ако носещите импулси са с продължителност τ=0.5Т, спектърът на АИМ има вида , показан на фиг.2.35 . Ако модулиращия сигнал е по-сложен, неговият спектър ще съдържа хармоници в честотната лента хармоници в честотната лента от Ω1 до Ω2 и следователно от двете страни на всяка от хармоничните съставки на носещия сигнал ще се формира по една лента . От спектралната диаграма може да се направи извода, демодулацията на АИМ сигнал се извършва с помощта на ниско честотен филтър, който трябва да пропусне само спектъра на модулиращия сигнал. Това е типичен случай на демодулация с използване само на линейна система – нискочестотен филтър. 2.8.2 Време - импулсна модулация Изменя се положението на импулсите във времето като амплитудата се запазва ( фиг.2.2 ). Време импулсната модулация може да бъде: - честотно – импулсна модулация (ЧИМ) – изменя се честотата на импулсите; - фазово - импулсна модулация (ФИМ) – модулирания сигнал е дефазиран спрямо носещия ;
Демодулацията се извършва като първоначално ЧИМ сигнала се преобразува в АИМ или ШИМ сигнал и след това се демодулира по съответния начин. В съвременните комуникационни и радиотехнически системи се използват демодулатори, съдържащи системи за фазова автоматична донастройка на честотата. (ФАДЧ) 2.8.2.2 Фазово -импулсна модулация Характеризира се с отместване на импулсите в зависимост от модулиращия сигнал (фиг.2.36). Фазовото отместване на импулсите е съпроводено с изменение на честотата на повторение. Това показва взаимната зависимост между честотно- и фазово- модулирани трептения. Спектъра има вида показан на фиг.2.37 
фиг.2.36
фиг.2.37
Фазово - модулираното трептение съдържа освен съставките с честота nωo, nωo ± mΩ(m, n = 1,2…) още постоянна съставка и съставка с честотата на модулиращия сигнал. 2.8.3 Широчинно - импулсна модулация Импулсите на носещото трептение изменят широчината си в зависимост от модулиращия сигнал. На фиг.2.38 се дадени графиките на модулиращия сигнал и на аШИМ(t). Вижда се ,че при нарастване на аМ(t) импулсите увеличават вирочината си , а при намаляване - широчината става по-малка. При тези изменения Височината се запазва постоянна. Широчинно - импулсната модулация има две разновидности - едностранна ШИМ (ЕШИМ) - двустранна ШИМ (ДШИМ) 
фиг.2.38
Спектърът на ШИМ сигнал е по-богат от този при АИМ, тъй като при хармоничен модулиращ сигнал около всеки хармоник nωo на импулсната поредица се получават съставки с честоти (nωo ± mΩ) , където m=1,2,3,… Демодулацията на ШИМ сигнал се извършва аналогично на тази при АИМ с линейна система. ШИМ се използва широко в битовата техника, системите с гласова комуникация, електронни игри и други. 2.8.3.1 Едностранна широчинно - импулсна модулация Изменението на импулсите е едностранно. Единият от фронтовете се измества, а другият не изменя положението си. В този случай се появява и фазово - импулсна модулация. Едностранното изместване на широчината се отразява на положението на импулсите, което се определя от тяхната средна точка върху абцисната ос. Това означава и изменение на фазата на импулсите в зависимост от модулиращия сигнал. 2.8.3.2 Двустранна широчинно - импулсна модулация Широчината на импулсите се изменя двустранно. Двата фронта се изместват симетрично в зависимост от модулиращия сигнал. Каталог: wp-content -> uploads -> 2010 2010 -> Регионален инспекторат по образованието – бургас съюз на математиците в българия – секция бургас дванадесето състезание по математика 2010 -> 7 клас отговори на теста 2010 -> Закон за ветеринарномедицинската дейност /извадка/ в сила от 02. 05. 2006 г 2010 -> Регионален инспекторат по образованието – бургас съюз на математиците в българия – секция бургас дванадесето състезание по математика 2010 -> Закон за здравето /извадка/ в сила от 01. 01. 2005 г 2010 -> Закон за радиото и телевизията /извадка/ Отразена деноминацията от 07. 1999 г 2010 -> Закон за храните /извадка 2010 -> Регионален инспекторат по образованието – бургас съюз на математиците в българия – секция бургас десето състезание по математика 2010 -> Закон за контрол върху наркотичните вещества и прекурсорите /извадка/ в сила от 03. 10. 1999 г. Отразена деноминацията от 05. 07. 1999 г Изтегляне 361.18 Kb. Сподели с приятели:
|
(52)