Сигналы с дискретной фазовой модуляцией

April 23, 2012 by admin Комментировать »

Литература: [Л.4], с 106-109

Выше (подраздел 4.3.1) было установлено, что сигнал с фазовой модуляцией описывается выражением

. (4.56)                                                                                                                                       Соотношение (4.56) позволяет построить диаграмму амплитудного спектра сигнала дискретной ФМ, изображённую на рис. 4.16.

Из выражения (4.56) и рис. 4.16 следует, что амплитудный спектр сигналов дискретной фазовой модуляции не содержит составляющей несущего колебания, а содержит только две боковые полосы, расположенные зеркально относительно частоты . Очевидно, что в случае модуляции несущего колебания управляющим сигналом в виде периодической последовательности прямоугольных импульсов ширина спектра сигнала дискретной ФМ составляет

Δωфт = 2Ω .

Сравнение (4.42) дискретной АМ с (4.56) дискретной ФМ без учёта фазовых соотношений показывает, что огибающие спектров и боковые полосы совпадают при одном и том же . Различие состоит лишь в том, что в спектре дискретной АМ составляющая несущего колебания присутствует, а в спектре дискретной ФМ нет.

Для демодуляции сигналов дискретной ФМ необходимо иметь колебание, относительно фазы которого будет измеряться фаза принимаемого сигнала дискретной ФМ. Это колебание называется опорным. В качестве опорного сигнала выступает колебание той же частоты, что и несущее колебание с амплитудой  и начальной фазой

.                               (4.57)

Перемножим сигнал дискретной ФМ и опорный сигнал

 .                                     (4.58)

Подставляя (4.53) и (4.57) в (4.56) и используя формулу произведения синусов

,

после преобразований получим

(4.57)

Результирующий сигнал  содержит низкочастотную составляющую и составляющую удвоенной частоты .

Колебание удвоенной частоты может быть подавлено фильтром нижних частот. Тогда сигнал на выходе ФНЧ имеет следующий вид:

 

Если установить начальную фазу опорного сигнала , на выходе ФНЧ будет иметь место демодулированный сигнал

Из сказанного выше следует, что функциональная схема демодулятора сигналов дискретной ФМ должна содержать перемножитель П, генератор опорного сигнала ГОС фазовращатель ФВ и фильтр нижних частот ФНЧ. Эпюры напряжений на выходах элементов демодулятора приведены на рис. 4.17, а функциональная схема – на рис. 4.18.

В реальных радиотехнических системах опорный сигнал  формируется устройством синхронизации. При этом возможны два варианта построения демодуляторов.

В первом варианте опорный сигнал формируется на передающей стороне и передаётся приёмную сторону  по отдельному каналу. При этом для передачи опорного сигнала необходимы дополнительные  энергетические и частотные затраты. При втором варианте опорный сигнал выделяется из информационного сигнала . В этом случае указанных дополнительных затрат не требуется,  однако, техническая реализация демодулятора сложнее, чем в первом.

И в заключение отметим следующее. В подразделе 1.2 указывает что в радиотехнических системах, предназначенных для передачи цифровых сообщений, совокупность сигналов образуют ансамбль, важнейшей характеристикой которого является его объём М. Рассмотренные выше сигналы дискретной АМ, дискретной ЧМ и дискретной ФМ образуют ансамбли с М=2, т.к. управляющий сигнал может принимать только два значения. Вместе с тем, рассмотренными сигналами не ограничивается обширный класс сигналов дискретной модуляции. Дело в том, в качестве управляющих сигналов могут выступать сигналы с числом значений 4,8,…2n. Это приводит к тому, что для передачи информации используются ансамбли сигналов соответствующих объёмов. Для того чтобы отличить один ансамбль от другого не только по управляемому параметру (амплитуда, частота, начальная фаза), но и по объёму, вводится понятие кратности модуляции которая определяется как n = log2M. Тогда рассмотренные выше сигналы являются сигналами однократной дискретной модуляции. Если М=4, то сигналы являются сигналами двукратной модуляции, при М=8 – сигналами трёхкратной модуляции и т.д. На практике широкое распространение получили сигналы многократной фазовой модуляции: двукратной (ДФТ), трёхкратной (ТФТ) и большей кратности. С вопросами формирования демодуляции таких сигналов и оценки их эффективности можно познакомиться в специальной литературе.

Контрольные вопросы к главе 4

 

1.    Приведите классификацию видов модуляции.

2.    Каким выражением описывается амплитудно-модулированный сигнал?

3.    Что такое коэффициент глубины модуляции АМ сигнала?

4.    Нарисуйте спектр АМ сигнала и поясните его состав.

5.    Чем отличаются сигналы балансной модуляции от сигналов однополосной амплитудной модуляции?

6.    Что такое частотная модуляция сигнала?

7.    Чем отличается частотная модуляция от фазовой модуляции сигнала?

8.    Поясните, что такое девиация частоты и индекс частотной модуляции.

9.    Какой спектр имеют ЧМ и ФМ сигналы?

10.          Чем отличается сигнал дискретной амплитудной модуляции от непрерывного АМ сигнала?

11.          Покажите временную диаграмму и спектр сигнала при дискретной частотной модуляции.

12.          Поясните, как формируется сигнал при дискретной фазовой модуляции? Почему ширина спектра дискретного АМ и ФМ сигналов одинакова?

 

 

 

 

 

Глава 5. Радиотехнические цепи

Источник: Медиченко М.П., Литвинов В.П. Радиотехнические цепи и сигналы: Учебное пособие. – М.: Изд-во МГОУ, 2011.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты