45501

Использование широкоимпульсной модуляции (ШИМ) для построения систем передачи с временным разделением канала

Доклад

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Использование фазовоимпульсной модуляции ФИМ для построения систем передачи с временным разделением каналов. ФИМ является более помехоустойчивым видом модуляции чем ШИМ и АИМ. При ФИМ используется следующий моделирующий сигнал: В этом случае основным определяющим элементом является величина фазового сдвига которая определяется по следующей формуле: ∆τmx – максимальный временной сдвиг между импульсами: ∆τmx=MФИМUmx MФИМ – коэффициент глубины модуляции. Модуляция фазы импульсов определяется в соответствии со следующим...

Русский

2013-11-17

299 KB

25 чел.

Использование широкоимпульсной модуляции (ШИМ) для построения систем передачи с временным разделением канала.

При широкоимпульсной модуляции последовательность прямоугольных импульсов отображается изменением длительности сигнала, т.е. шириной импульса.

Широкоимпульсная модуляция бывает двух видов:

  1.  одностороння;
  2.  двухсторонняя.

В соответствии, широкоимпульсная модуляция бывает 1ого и 2ого рода.

При ШИМ первого рода длительность импульса определяется значениями моделирующей функции в моменты возникновения фронта и среза импульса – τи.

При ШИМ второго рода длительность измеряется в тактовых точках или во время Тд.

Если τи<< Тд, то разница между ШИМ1 и ШИМ2 принимают равную нулю.

На практике чаще используется ОШИМ1 (односторонняя широкоимпульсная модуляция первого рода), при которой длительность импульса при модуляции сигнала: Uc(t) = Umax*sinωct - τи = τ + ∆τmax* sinωct, где τ – среднее значение длительности импульса;

∆τmax – максимальное отклонение фронта импульса.

Если подставить τи в U0(t), то

Обозначим     и     =>

 

Учитывая выражение функции Бесселя, выражение строится в следующий ряд:

In(βk) – функции, которая показывает характеристику сигнала и определяется по функциям Бесселя.

Спектр ШИМ сигнала имеет более сложную структуру, чем спектр АИМ сигнала. Он содержит постоянную составляющую исходного модулирующего сигнала, содержащее бесконечное число гармоник частоты повторения импульсов д. Каждый из этих частот содержит бесконечное число боковых частот -  д±c.

В соответствии с этой формулой демодуляция сигнала осуществляется с помощью фильтра низких частот, но при малых л спектры с частотами д-c, имеет искажение при демодуляции.

Для исключения искажений в полосе пропускания ФНЧ необходимо увеличить частоту повторения импульсов, в соответствии с 2Fmax.

Для устранения помех ШИМ применяются двухстороннее ограничение амплитуд импульсов, т.е. нижняя и верхняя границы ограничиваются константными значениями.

Использование фазово-импульсной модуляции (ФИМ) для построения систем передачи с временным разделением каналов.

ФИМ является более помехоустойчивым видом модуляции, чем ШИМ и АИМ.

  

При ФИМ используется следующий моделирующий сигнал:

 

В этом случае основным определяющим элементом является величина фазового сдвига, которая определяется по следующей формуле:

 

∆τmax – максимальный временной сдвиг между импульсами:

 ∆τmax=MФИМ*Umax,

MФИМ – коэффициент глубины модуляции.

 ∆φmax = ∆τmax *ωд – индекс модуляции.

Модуляция фазы импульсов определяется в соответствии со следующим законом:   

Данная фазоимпульсная модуляция эквивалентна изменению мгновенной частоты следования импульсов:

 

Соответственно, мгновенный период следования импульсов будет определен по следующей формуле:

 

Если подставим в формулу для получения фазо-модулирующей последовательности импульсов:

 

Данное выражение можно преобразовать с помощью формулы Бесселя для того, чтобы определить последовательность следования импульсов в канал в рамках ωд±c:В данной формуле описывается спектр сигнала при ФИМ.

Спектр состоит из постоянной составляющей с частотой модулирующего сигнала, а также бесконечное число повторений импульсов kωд.

Каждая гармоника kωд имеет две открытые частоты, равные kωд±c.

Амплитуда этой составляющей соответствует модулирующему сигналу и примерно равна ωc. Поэтому для демодуляции нельзя применять ФНЧ, т.к. ωc постоянно возрастает.

Кроме этого, при малых значениях k амплитуды составляющих вида

kωд - c значительны и могут вызвать искажения.

В соответствии с этим для демодуляции применяют комбинированные методы, основанные на предварительном преобразовании ФИМ в какой-либо другой вид импульсной модуляции, при которой возможна демодуляция ФНЧ.

Для уменьшения искажений и увеличения помехоустойчивости используется двухстороннее ограничение амплитуды.

Еще один вид импульсной модуляции – частотно-импульсная модуляция (ЧИМ).Спектр ЧИМ по своей структуре практически не отличается от ФИМ. Отличием является количественное соотношение.

Помехоустойчивость при ЧИМ ниже, чем у ФИМ, поэтому ЧИМ в системах передачи с временным разделением канала обычно не применяется.

Преимущества ФИМ:

  1.  так как длительность импульса ФИМ постоянна, средняя мощность сигнала при ФИМ меньше, чем при ШИМ. Поэтому передатчики/приемники при ФИМ потребляют меньше энергии.
  2.  при одинаковой средней мощности сигнала ФИМ позволяет увеличить амплитуду импульсов. Тем самым повышает отношение: сигнал – помеха. Проще отфильтровать помехи.
  3.  при передаче импульсов с использованием ФИМ сами импульсы имеют большую длительность. Она может варьироваться для обеспечения оптимальной ширины пропускания тракта. Оптимальность ширины пропускания тракта выбирается с точки зрения наиболее высокой помехоустойчивости. В связи с этим обусловим применение ФИМ в импульсных системах передачи данных. Но в связи с применения ФНЧ при демодуляции ФИМ используется с ШИМ либо АИМ.

Количество каналов в системе с временным разделением канала по ФИМ.

, где Tk = 2∆τmax + τз

Tд – период дискретизации сигнала;

Tсс – интервал времени, отводимый на передачу синхро-сигнала.

Тк – канальный интервал;

∆τmax – максимальное смещение импульсов ФИМ;

τз – защитный интервал.

Максимальное число каналов в системе с временным разделением канала не превышает 60. если необходимо более 60, то ставится дополнительное оборудование.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

80182. Перевод энергоблока из состояния «Работа на мощности» в состояние «Горячий останов» 102.5 KB
  Останов турбины со срывом вакуума. В результате изучения материала лекции студенты должны: а знать: возможные способы уменьшения мощности реакторной установки; действия оператора при останове турбины; б уметь выполнять уменьшение мощности реактора и турбогенератора; в быть ознакомленными с физическими основами процессов протекающих на ЭБ при снижении его мощности. В процессе разгрузки РУ контролируется: синхронность движения ОР СУЗ рабочей группы; снижение номинального уровня в КД по мере снижения мощности реактора и средней...
80183. Перевод энергоблока из состояния «Горячий останов» в состояние «Холодный останов» 143.5 KB
  Расхолаживание 1го контура. Расхолаживание 1го контура системой TQ122232 . Окончательное расхолаживание 1го контура и перевод РУ в состояние Холодный останов. В результате изучения материала лекции студенты должны: а знать: возможные способы расхолаживания реакторной установки; действия оператора при расхолаживании реакторной установки; б уметь выполнять расхолаживание реакторной установки; в быть ознакомленными с физическими основами процессов протекающих на ЭБ при расхолаживании 1го контура.
80184. Перевод энергоблока в состояние «Останов для ремонта» и «Останов для перегрузки» 110 KB
  Дренирование первого контура и консервация ПГ. В результате изучения материала лекции студенты должны: а знать: возможные способы консервации оборудования ЭБ; мероприятия проводимые при подготовке ЭБ к ремонту; б уметь выполнять дренирование 1го контура; в быть ознакомленными с физическими основами процессов протекающих на ЭБ при его переводе в состояние Останов для ремонта. Дренирование первого контура и консервация ПГ Подготовка к дренированию первого контура . Концентрация НзВОз в теплоносителе первого контура доведена до...
80185. Нарушения нормальной эксплуатации, обусловленные несанкционированным изменением реактивности 123.5 KB
  Несанкционированное движение вверх регулирующей группы ОР СУЗ. Нештатное положение ОР СУЗ и действия персонала в случае застревания ОР СУЗ при срабатывании аварийной защиты. Данное нарушение может обусловливаться разными причинами: например обесточиванием УКТС АЗ и панелей аварийной защиты потерей питания панелей щита СУЗ ложными сигналами в цепях аварийных защит а также ошибочными действиями персонала не связанными с необходимостью аварийного останова блока путем принудительного срабатывания аварийной защиты. Падение ОР СУЗ .
80186. Нарушения нормальной эксплуатации, обусловленные снижением расхода теплоносителя через реактор 92 KB
  Отключение одного ГЦН из 3х или 4х работающих. Отключение 2х ГЦН из 4х работающих. Отключение одного ГЦН из четырех работающих с наложением отказа в работе РОМ. В результате изучения материала лекции студенты должны: а знать: возможные причины отключения ГЦН; действия персонала при подобных нарушениях нормальной эксплуатации; б уметь восстанавливать нормальную работу РУ и ТУ в подобных ситуациях; в быть ознакомленными с физическими основами процессов протекающих на ЭБ при отключениях ГЦН.
80187. Узкополосные и широкополосные сигналы 187.5 KB
  Для классических АМ и ЧМ колебаний средняя частота совпадает с несущей частотой сигнала.2 Для сигнала вида сопряженная по Гильберту функция. Исходя из этих соотношений для гармонического сигналаогибающая и частота равны соответственно: как и следовало ожидать. Если же выбрать произвольным образом среднюю частоту то даже для гармонического сигнала можно получить некую достаточно сложную огибающую не соответствующую действительности.
80188. Физические основы работы полупроводниковых приборов 202.5 KB
  Связь между токами и напряжениями в транзисторе характеризуют тремя системами параметров: это системы z у и hпараметров. При такой схеме включения для расчетов применяют hпараметры экспериментально определяемые по статическим входным базовым и выходным коллекторным вольтамперным характеристикам ВАХ транзистора ВАХ зависимость напряжения на зажимах элемента электрической цепи от тока в нем. Статические характеристики в схеме с общим эмиттером: авходная; бвыходная Входные характеристики транзистора отражают зависимость...
80189. Принципы построения радиоэлектронных систем локации и навигации 155 KB
  К радиотехническим системам обнаружения и измерения относятся также так называемые пассивные радиосистемы когда радиопередатчик в системе отсутствует а информация извлекается радиоприемным устройством из сигналов поступающих от каких либо естественных источников электромагнитных колебаний. Радиолокационные системы Радиолокация от лат. Основной целью радиолокации является установление связи между параметрами передающей приемной системы и характеристиками отраженного и рассеянного радиолокационной целью излучения с учетом их взаимного...
80190. Современные системы подвижной радиосвязи 373.5 KB
  Особенно быстрыми темпами как в мире так и у нас в России идет развитие сетей сотовой радиосвязи. По числу абонентов системы мобильной связи уже можно судить об уровне и качестве жизни в данной стране. Однако темпы роста абонентов мобильной связи в России почти 200 в год вселяют оптимизм.