Частотно-модулированный сигнал

Модуляция

Модуляция - это изменение по закону передаваемого сообщения одного или двух параметров ВЧ сигнала

Параметрами сигнала являются .

Амплитудно-модулированный сигнал

Частотно-модулированный сигнал

Фазомодулированный сигнал

В приведенных выражениях - это коэффициенты преобразования амплитудного, частотного и фазового модуляторов соответственно.

Модулирующие сигналы s(t)

Разновидности модулирующих сигналов:

1. Аналоговые модулирующие сигналы.

Аналоговые модулирующие сигналы – это электрические сигналы, снимаемые с аналоговых датчиков, и подлежащие передаче корреспонденту. Математически они могут быть представлены как сумма большого числа синусоидальных колебаний со случайными амплитудой, частотой и начальной фазой

2. Дискретные модулирующие сигналы.

Дискретный модулирующий сигнал – это периодическая импульсная последовательность, один из параметров которой промодулирован аналоговым сигналом. Он отвечает следующему условию

Здесь Т – период повторения импульсов (рис.2.2).

Периодическая импульсная последовательность

Модуляция импульсной последовательности называется первичной модуляцией. Последующая модуляция ВЧ сигнала называется вторичной. Разновидностями первичной модуляции являются ШИМ, ВИМ, ЧИМ, КИМ, дельта-модуляция. Цифровой сигнал является разновидностью дискретного модулирующего сигнала.

Основные параметры аналоговых модулирующих сигналов.

Испытательные сигналы

1. Полоса модулирующих частот (иначе спектр частот модулирующего сигнала s(t)):

.

Максимальную частоту модулирующего сигнала, как правило, ограничивают из соображения уменьшения полосы канала связи, но сохранения требуемой разборчивости.

2. Спектральная плотность модулирующего сигнала S(F), т.е. распределение энергии модулирующего сигнала по его спектру [Вт/Гц] (Вт на полосу в один Гц). Графики S(F) приводятся в относительных единицах- дБ

.

Спектральная плотность человеческой речи

Между самим сигналом и его спектральной плотностью имеется связь, которая выражается формулами прямого и обратного преобразования Фурье.

Прямое преобразование Фурье

Обратное преобразование Фурье

.

1. Пиковое значение модулирующего сигнала.

Пиковое значение модулирующего сигнала S_пик появляется тогда, когда все или многие спектральные составляющие сигнала складываются в фазе. Пиковое значение за время наблюдения появляется достаточно редко и оценивается с использованием вероятностных методов.

Возможный вид аналогового модулирующего сигнала

4.Эффективное значение модулирующего сигнала.

Эффективное значение модулирующего сигнала это постоянное напряжение, которое несет такую же энергетическую нагрузку, как и реальный сигнал. Его можно найти математически, если известно математическое описание спектральной плотности по формуле

или определить экспериментально, например, калориметрическим методом.

5. Пикфактор модулирующего сигнала

.

Для человеческой речи значение пикфактора лежит в интервале от 3.2 до 3.8. Будем полагать его равным p=3.5.

6. Испытательный сигнал.

Испытательный сигнал это простейший модулирующий сигнал, который заменяет реальный модулирующий сигнал, но позволяет получить все требуемые количественные и качественные характеристики модулированного ВЧ сигнала. Он имеет следующие разновидности:

а) Односигнальный испытательный сигнал

,

где принадлежит интервалу (0÷S_пик); принадлежит интервалу .

б) Двухсигнальный испытательный сигнал

принадлежит интервалу (0÷S_пик/2); принадлежит интервалу , но .

Воспользуемся односигнальным испытательным сигналом, который находит более широкое применение и позволяет получить более простые расчетные соотношения.

Среднее значение амплитуды испытательного сигнала зависит от эффективного значения модулирующего сигнала и определяется из соотношения

7. Математическое описание модулированных ВЧ сигналов с АМ, ЧМ, ФМ при использовании односигнального испытательного сигнала приобретает следующий вид, который можно описать следующими соотношениями:

Амплитудно-модулированный сигнал

Параметр модуляции при АМ

- глубина модуляции.

Величина безразмерная, всегда принадлежит интервалу- [0÷1].

Дата добавления: 2015-07-24