Угловая модуляция (ЧМ и ФМ).

, при фазовой модуляции, где Np – коэффициент ФМ

, при частотной модуляции, где - коэффициент ЧМ

,

Максимальное отклонение (девиация) частоты

, Гц,

где Аm – мах m(t),Т.е. dF ~ амплитуде сигнала.

Полоса для угл. мод. (Правило Карсона):

,

где В- полоса сигнала, а

Для ЧМ:

Вывод: полосы ФМ и ЧМ >> АМ

Аналоговые данные, цифровые сигналы.

Цифровое представление аналоговых данных (AD) производится кодеком (кодер-декодер), в которых реализуется чаще 2 основных метода: импульсно-кодовую модуляцию и дельта-мод.

* Импульсно-кодовая модуляция (РСМ) основана на теореме Котельникова: аналоговый сигнал, имеющий ограниченный спектр fгр, может быть полностью представлен выборками, следующими через интервал времени . Для восстановления аналогового (непрерывного) сигнала достаточно эти выборки пропустить через идеальный ФНЧ с частотой среза fгр. Реализация идеального ФНЧ на короткий импульс выражается функцией типа

Сумма этих функций и дает исходный аналоговый сигнал.

Если например, сигнал по амплитуде можно разбить на 16 уровней, т.е. каждый уровень затем представить 4-х разрядным двоичным числом, то дискретность аппроксимации порождает шум квантования, который снижается с уменьшением шага квантования, т.е. веса мл.разряда (двоичного). Уменьшить шум квантования можно методом нелинейного кодирования: с уменьшением амплитуды уменьшить вес мл.двоичного разряда.

Аналогичный результат достигается при квантовании с постоянным шагом (весом мл.двоичного разряда), но при сжатии (компандировании) сигнала. На выходе обратная операция и динамический диапазон восстанавливается. Нелинейное кодировании улучшает сигнал / шум имп.-кодов.модуляции на 24-30 Дб.

Дельта модуляция Аналоговый сигнал апроксимируется ступенч. функцией, значение которой в каждый интервал выборки увеличивается или уменьшается на уровень квантования .

Преимуществом -модуляции по сравнению с имп.-кодов.модуляцией – простота реализации. Однако при равных скоростях передачи данных отношение сигнал / шум здесь хуже.

* Производительность: для передачи речи ( =4кГц) по амплитуде достаточно 128 уровней квантования (7 битный код), а по Котельникову выборки надо брать 8000 раз/с, т.е. скорость передачи 56 кбит/с. По Найквисту для такой скорости передачи данных нужна полоса 28 кГц.

Для улучшения качества Дельта-модуляции создана адаптивная Д.М., когда шаг (или амплитуда) квантования меняется в зависимости от крутизны сигнала. Например, если в выходном потоке квантователя чередуются «0» и «1», то шаг уменьшается, а при последовательных «0» и «1» шаг уменьшается или увеличивается, соответственно.

Применяется иногда в системах Bluetooth.

Дата добавления: 2015-08-05