Виды модуляции сигналов

Раздел 4 Модуляция сигналов

Виды модуляции сигналов

Для передачи сигналов на большие расстояния используют электромагнитную волну, называемую переносчиком информации. При этом для передачи информации осуществляют модуляцию параметров электромагнитной волны. Сущность модуляции заключается в следующем: формируется некоторое колебание, называемое несущим колебанием или просто несущей и какой – либо из параметров этого колебания изменятся во времени пропорционально исходному сигналу. Исходный передаваемый сигнал называют модулирующим, а результирующее колебание с изменяющимися во времени параметрами – модулированным сигналом. Обратный процесс – выделение модулирующего сигнала из модулированного называется демодуляцией.

Запишем еще раз гармонический сигнал:

.

Он имеет три параметра: амплитуды S_m – максимальное значение сигнала, частоту ω и начальную фазу φ₀. Каждый из них можно связать с модулирующим сигналом, в результате чего получается три основных вида модуляции: амплитудная (АМ), частотная (ЧМ, или в английской транскрипции FM) и фазовая (ФМ). Таким образом в процессе модуляции один из параметров переносчика получает изменение, зависящее от передаваемого сообщения. В результате этого сигнал переносится на значительные расстояния. Изменяемый параметр несущего колебания называется информативным и обычно он изменяется линейно. Выбор того или иного параметра определяет название вида модуляции и его основные особенности.

Фазаколебания – это состояние гармонического процесса. Она связана с частотой выражением , где ω – угловая частота, т.е. угловая частота - это скорость изменения фазы гармонического процесса. Из этого следует, что частотная и фазовая модуляции тесно связаны между собой. Поскольку обе влияют на аргумент функции sin в (4.1), поэтому эти два вида модуляции имеют общее название - угловая модуляция. Угловая модуляция может быть реализована двумя путями: с помощью фазовой модуляции, когда фаза изменяется в соответствии с изменением амплитуды модулирующего сигнала и частотной модуляции, когда частота несущей изменяется пропорционально амплитуде модулирующего сигнала.

При использовании в качестве переносчика постоянного тока (телеграфия), имеем два изменяющихся параметра – силу тока и направление тока, т.е. возможны два вида модуляции.

При использовании в качестве переносчика информации периодической последовательности импульсов имеем четыре параметра: амплитуду импульсов, частоту, фазу импульсов и длительность импульсов. Различают четыре вида модуляции импульсной последовательности:

- амплитудно - импульсную модуляцию (АИМ);

- модуляцию импульсов по длительности или широтно-импульсную модуляцию (ШИМ);

- частотно - импульсную модуляцию (ЧИМ);

- фазово - импульсную модуляцию (ФИМ).

В современных системах передачи цифровой информации получила распространение квадратурная модуляция, при которой одновременно изменяются амплитуда и фаза сигнала, а также широтно-импульсная модуляция, модулируемым параметром при которой является длительность прямоугольных импульсов.

Дата добавления: 2015-07-08