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

827. Построение графика производства геодезических работ и его оптимизация 193.5 KB
  Выполнить расчет по аналитической (цифровой) части графика, построить график производства работ, оптимизировать график, построить диаграмму потребности в трудовых ресурсах.
828. Исследование одиночных усилительных каскадов 156 KB
  Основные характеристики усилительных каскадов на биполярных транзисторах в диапазоне частот до десятков килогерц, включенных по схеме общий эмиттер (ОЭ), общая база (ОБ) и общий коллектор (ОК).
829. Участок по переработки ПЭТФ литьем под давлением 462.5 KB
  Описание изделия, его назначение и условия эксплуатации. Анализ производственного процесса на предприятии и рекомендации по его совершенствованию. Описание основных стадий производственного процесса. Расчет материального баланса на калькуляционную единицу. Выбор основного технологического оборудования.
830. Технология озвучивания и монтаж рекламного ролика ИЭиУ СПбГУКиТ в условиях формата изображения 35 мм 199.5 KB
  Экспликация рекламного ролика института экономики и управления СПбГУКиТ. Описание технологии изображения 35-мм (традиционный вариант). Выбор оборудования, обзор возможностей и технических характеристик выбранного оборудования. Программа Nuendo 2.0.
831. Проектирование водопровода и канализации жилого здания 195 KB
  Проектирование системы холодного водоснабжения. Гидравлический расчёт системы холодного водоснабжения. Определение требуемого напора на вводе, подбор насоса. Гидравлический расчёт внутриквартальной хозяйственно-бытовой канализации. Конструирование внутридомовой канализационной сети. Гидравлический расчёт внутриквартальной ливневой канализации.
832. Особенности понятия материя 219.5 KB
  Бытие, как предельно общая абстракция. Формы движения материи. Их качественная специфика и взаимосвязь. Реляционная и субстанциальная концепции пространства и времени. • Качественное многообразие форм пространства-времени в неживой природе. Реляционная и субстанцианальная концепции пространства и времени.
833. Централизованное специализированное предприятие для текущего ремонта автомобилей 363 KB
  План организации рельефа, подсчёт красных и чёрных точек. Объемно-планировочное решение здания. Отделка фасада. Внутренняя отделка помещений. Санитарно-техническое и инженерное оборудование. Колонны каркаса и фахверка.
834. Визначення основних параметрів та режимів роботи валкової жатки 3.57 MB
  Характеристика умов роботи валкової жатки. Існуючі технології схеми валкових жаток. Висота встановлення осі мотовила над різальним апаратом. Винос мотовила відносно різального апарата.
835. Стандартизация свойств. Физические, механические, физико-химические свойства 81.93 KB
  Стандартизация свойств. Марки материалов. Физическое состояние строительных материалов. Свойства материалов по отношению к различным физическим воздействиям. Способность материала поглощать водяные пары из воздуха. Коэффициент линейного температурного расширения (КЛТР).