Параметры однополосного сигнала

Однополосная модуляция

В системах связи широкое применение находит однополосная модуляция. Такое название она получила потому, что для передачи информации используется только одна боковая полоса АМ сигнала. Это возможно по той простой причине, что каждая боковая полоса АМ сигнала содержит полную информацию о передаваемом сообщении и дополняет другую только энергетически.

Переход на однополосную модуляцию позволяет решить ряд очень важных задач:

1) Увеличить, как минимум, в два раза число каналов связи, размещенных в определенном диапазоне частот.

2) При одинаковой средней мощности передатчиков с однополосной и амплитудной модуляциями существенно увеличить дальность связи.

3) Увеличить число информационных каналов в системах радиорелейной связи с частотным уплотнением каналов.

Разновидности однополосного сигнала

Различают следующие разновидности однополосного сигнала (ОПС):

а) ОПС с полностью подавленной несущей – А3J (J3E).

б) ОПС с частично подавленной несущей - А3А (R3E).

в) ОПС с неподавленной несущей – А3H (H3E).

Обозначение А3 говорит о том, что однополосный сигнал получен на основе амплитудно-модулированного сигнала – А3 (A3E).

Однополосный сигнал АЗJ может использоваться для связи между корреспондентами, размещенными стационарно и неподвижно друг относительно друга.

Для связи между корреспондентами, находящимися в движении, используется однополосная связь с частично подавленной либо полностью неподавленной несущей. Это позволяет избежать сдвига спектра принятого корреспондентом сигнала из-за проявления эффекта Доплера.

Параметры однополосного сигнала

При исследовании однополосной модуляции в качестве испытательного модулирующего сигнала используется двух сигнальный вариант.

.

Вид спектра испытательного сигнала и его осциллограмма показаны на рисунках. Разность модулирующих частот выбирается в несколько раз меньше минимальной частоты . Из рисунка видно, что огибающая амплитуд равна , а частота колебательного процесса

.

Спектры АМ сигнала и всех разновидностей ОПС

Из приведенного рисунка видно, что спектр ОПС с полностью подавленной несущей отличается от спектра модулирующего сигнала только сдвигом по частоте заполнения

.

Следовательно, все параметры модулирующего сигнала (кроме средней частоты заполнения) будут справедливы для однополосного сигнала вида A3J, а именно пиковое значение I_пик, эффективное значение σ и пик-фактор р.

Сущность энергетического выигрыша при переходе на ОПС

Энергетический выигрыш при переходе с АМ на однополосную связь достигается за счет всех составных частей линии связи: радиопередатчика, радиоприемника и линии распространения радиоволн. Сравнение проводится при предположении, что максимальная мощность передатчиков и чувствительность приемников одинакова. Наибольший выигрыш обеспечивается при переходе на А3J, т.к. когда несущая частота полностью отсутствует.

Мощность передатчика с А3J вся информативная. Среднее значение мощности передатчика с А3J рассчитывается по формуле

.

Среднее значение информативной мощности при АМ и глубине модуляции m =1 определяется отношением

.

Из сравнения формул следует, что за счет передатчика достигается энергетический выигрыш в информативной мощности в 4 раза.

Если уровень сигнала, поступающего на вход приемника одинаковый при АМ и ОПС, то соотношение сигнал-шум приемника с ОПС будет в раз лучше, чем у приемника с АМ. Это эквивалентно двукратному увеличению мощности передатчика.

При распространении АМС по каналу радиосвязи всегда имеет место селективное замирание. Оно обязано своим происхождением различию так называемой дисперсионной характеристике распространения радиоволн. Ее сущность состоит в различии фазовых скоростей распространения спектральных составляющих АМ сигнала, размещенных в верхней и нижней полосах. Это явление приводит к уменьшению глубины модуляции на входе приемника и эквивалентно уменьшению мощности передатчика до двух раз.

В целом общий энергетический выигрыш при переходе на ОПС может достигать 16 раз, что эквивалентно увеличению дальности связи до 4 раз. Использование ОПС типа А3А и А3H уменьшает общий энергетический выигрыш до 8 или 4 раз за счет необходимости передавать несущее колебание. Однако эта мера не устраняет положительные стороны применения ОПС в системах связи и других радиотехнических устройствах.

Дата добавления: 2015-07-24