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

23 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

7797. Послереформенные изменения в России (вторая половина 19 века) 27.5 KB
  Послереформенные изменения в России (вторая половина 19 века) Новые условия хозяйственной и общественной жизни пореформенной России настоятельно требовали подготовлённых и грамотных людей. Необходимо было значительно расширить базу народного образов...
7798. Просвещение абсолютизма 41 KB
  Просвещение абсолютизма Просвещённый абсолютизм - политика, проводимая во второй половине XVIII века рядом монархических стран Европы и направленная на устранение остатков средневекового строя в пользу капиталистических отношений. Основы просве...
7799. Развитие системы образования в России в начале 20 века 32 KB
  Развитие системы образования в России в начале 20 века Основным типом школы в России к началу ХХ века, как и раньше, была начальная школа, отличавшаяся пестротой не только по ведомственной принадлежности, но и по срокам и содержанию обучения. Самыми...
7800. Реформы Петра 1 29.5 KB
  Реформы Петра 1. Преобразования в сфере культуры Пётр I изменил начало летосчисления с так называемой византийской эры (от сотворения Адама) на от Рождества Христова. 7208 год по византийской эре стал 1700 годом от Рождества Христова. Однако...
7801. Советская школа в годы ВОВ и послевоенные годы(1941-58гг.) 25 KB
  Советская школа в годы ВОВ и послевоенные годы(1941-58гг.). Война затормозила осуществление всеобщего обязательного семилетнего обучения. Развертыванию всеобщего обучения препятствовали перемещения населения из западных районов в восточные, уход учи...
7802. Советская школа в период с 1921 по 1930гг 25.5 KB
  Советская школа в период с 1921 по 1930гг. По окончании гражданской войны советский народ приступил к мирному строительству, которое осуществлялось в трудных условиях хоз. разрухи и голода. Надо было немедленно восстановить промышленность, поднять с...
7803. Советская школа в период с 1930 по 1940гг 26 KB
  Советская школа в период с 1930 по 1940 гг. Советское правительство принимает ряд постановлений о школе, которые определили ход ее дальнейшего развития, направления в перестройке ее учебно-воспитательной работы, а также новые теоретические достижения...
7804. Советская школа и педагогика в 1945-1964 27 KB
  Советская школа и педагогика в 1945-1964 Реформы коснулись и народного образования. Получили развитие школы рабочей молодежи. Были увеличены масштабы подготовки рабочих через школы фабрично-заводского обучения, ремесленные и железнодорожные уч...
7805. Советская школа и педагогика в сер. 60-х - н. 90х годов 25.5 KB
  Советская школа и педагогика в сер. 60-х - н. 90х годов Советская школа в период с 1958 по 1992г. В 1958г. был принят закон об укреплении связи школы с жизнью и о дальнейшем развитии системы народного образования, который установил в нашей ст...