69027

Модулированные сигналы. Манипулированные сигналы

Лекция

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Временное представление манипулированных сигналов. Спектральное представление сигналов амплитудной манипуляции. Примеры спектров манипулированных сигналов. Спектральные случаи сигналов частотной и фазовой манипуляции.

Русский

2014-09-28

110 KB

10 чел.

Лекция 3.4

Тема 3. Модулированные сигналы.

Занятие 4. Манипулированные сигналы.

  1.  Временное представление манипулированных сигналов.

Спектральное представление сигналов амплитудной манипуляции. Примеры спектров манипулированных сигналов.

Спектральные случаи сигналов частотной и фазовой манипуляции.

Сравнительные характеристики манипулированных сигналов.

Учебные вопросы.

Временное представление манипулированных сигналов.

Сигналы информативный параметр которых (амплитуда, частота или фаза) принимает только два значения, будем называть манипулированным: АМн, ЧМн, ФМн.

В лекциях 3.1, 3.2 речь шла о непрерывном первичном сигнале и гармоническом переносчике, в лекции 3.3 — модулирующем сигнале и импульсном переносчике.

Теперь речь идет о квантованном (двухпозиционном) первичном сигнале и гармоническом переносчике. Это значит, что первичный (манипулирующий) сигнал , по закону которого изменяются параметры гармонической несущей, представляет собой последовательность однополярных или двухполярных прямоугольных импульсов.

Длительность импульсов может быть одинаковой (при работе автоматических устройств) или разной (при работе операторов).

Правила формирования сигналов манипуляции иллюстрируется рисунком 3.4.1.

Из рисунка следует

При Амн      (3.4.1)   где

При ЧМн      (3.4.1)   где                Параметр называется сдвигом сигнала ЧМн

При ФМн    (3.4.1)   где

Спектральное представление сигналов амплитудной манипуляции. Примеры спектров манипулированных сигналов.

Сигналы АМн, очевидно, представляют собой последовательность радиоимпульсов.

Если манипулирующая последовательность периодическая, то спектр сигнала — линейчатый (рисунок 3.4.2). Закономерности его построения известны.

Вполне допустимо считать (при том же манипулирующем сигнале), что спектр сигнала ФМн образован наложением спектров двух АМн сигналов, различающихся начальной фазой несущего колебания ровно на . (рисунок 3.4.3)

При манипуляции меандром  в спектре не присутствует несущая (компенсируется).

При других значениях скважности несущая проявляется.

В ряде случаев спектр сигнала ЧМн также можно рассматривать как наложение двух спектров АМн сигналов, но с частотами несущих  и  (рисунок 3.4.4). Это справедливо для ЧМн с разрывом фазы.

Для перечисленных вариантов спектров манипулированных сигналов можно говорить о соизмеримости полос частот, занимаемых сигналами в спектральной области. Эта закономерность сохраняется и при случайном манипулирующем сигнале.

На ширину полосы частот занимаемую спектром АМн сигнала, можно повлиять сторону ее изменения, если изменить форму огибающей радиоимпульсов: вместо прямоугольной огибающей переходить к сглаженной, колоколообразной (рисунок 3.4.5).

В этом случае в спектре сигнала вполне допустимо иметь вместо пяти только три составляющий: несущую , и две боковые (, где  — период следования импульса)

К сожалению, подобные меры неприменимы к сигналам ФМн.

Сигналы ЧМн могут иметь спектр более узкий, чем в приведенных выше примерах за счет специальных мер.

Специальные случаи сигналов частотной и фазовой манипуляции.

ЧМн без разрыва фазы.

Случай формирования сигналов ЧМн, рассмотренный выше, (с разрывом фазы), чаще всего связан с формированием посылок независимыми генераторами.

Если посылки ЧМн сигнала формируются одним генератором с управляемой частотой (например, переключением емкости контура генератора), то разрыв фазы не происходит при формировании посылки с новой частотой.

Спектр такого сигнала более узкий (рисунок 3.4.6)

Еще более заметного сужения спектра можно добиться, искусственно удлиняя.

Сигналы двойной ЧМн.

Используя комбинацию из четырех посылок можно организовать независимую работу двух телеграфных каналов по правилу:

I k

II k

Частота

ФРМ-2

Чпу Амн.

0

0

fА

0

0

-U0

0

1

fБ

U0

-U0

1

0

fВ

2U0

U0

1

1

fГ

3U0

2U0

На оси частот посылки распознаются:

(рисунок)

В каждый момент излучается только одна посылка. Между крайними посылками частотный интервал составляет .

Сигналы относительной ФМн.

Для демодуляции сигналов ФМн необходим опорный сигнал с абсолютно не изменяющейся фазой, с которой сравниваются фазы приходящих сигналов. Реально в опроном сигнале всегда присутствуют непредсказуемые скачки фазы на , что вызывает явление «обратной работы» (100% ошибок).

Чтобы бороться с этим недостатком реальных устройств была предложена относительная ФМн.

Суть ОФМн сводится к правилу: фаза манипулированного сигнала претерпевает скачок на при каждом очереном единичном значении манипулирующего сигнала; при нулевом значении фаза неизменна (рис. 3.4.8)

В результате в момент скачка фазы опорного генератора вместо «обратной работы» возникают единичные ошибки. Последующие посылки (из-за опорного генератора) не искажаются.

Многопозиционная ФМн.

Если число позиций фазоманипулированного сигнала , то при использовании принципа относительной манипуляции говорят о сигнале фазоразностной манипуляции . Значит  и ОФМн означает одно и то же. Примеры позиционности сигналов  и  приведены на рисунке 3.4.9.

Существуют и другие разновидности манипулированных сигналов, призванные улучшить спектральные характеристики и помехоустойчивость дискретных сигналов.

Сравнительные характеристики манипулированных сигналов.

Выбор вида манипуляции зависит от конкретных условий использования разрабатываемой аппаратуры. Пример сравнительных свойств манипулированных сигналов приведен в таблице 3.4.1

Показатели помехоустойчивости

Простота технической реализации

Спектральные характеристики

Энергетические показатели

АМн

3

1

4 (7)

3

3

8 (10.5)

2 (3)

ЧМн

2

2

4 (5)

2

2

9  (9.5)

3 (2)

ФМн

1

3

4 (5)

1

1

7  (7)

1 (1)

В КВ и УКВ радиосвязи чаще используют сигналы АМн и ЧМн.

В каналах с постоянными параметрами (космических, электропроводных) широко используются сигналы ФМн (ОФМн).


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

76294. Артерии и вены сердца 115.84 KB
  A coronaria dextra – между легочным стволом и правым ушком, затем идет по венечной борозде и заходит назад. То есть, в основном, она снабжает правую половину сердца. Отдает r interventricularis posterior – это конечная ветвь, идет по одноименной борозде до самой верхушки, r marginalis dexter – вниз вдоль правого желудочка по краю.
76295. Дуга аорты, грудная часть аорты, их топография, ветви и межсистемные анастомозы 95.09 KB
  Дуга аорты грудная часть аорты их топография ветви и межсистемные анастомозы. Дуга аорты rcus orte расположена между местами отхождения плечеголовного ствола trunсus brchiocephliсus и левой подключичной артерии . На уровне IV грудного позвонка имеется сужение перешеек аорты isthmus orte. Дуга аорты являясь продолжением восходящей части аорты поворачивает влево и назад на уровне тела IV грудного позвонка переходит в нисходящую часть аорты.
76296. Наружная сонная артерия, ее топография, ветви и межсистемные анастомозы 249.62 KB
  Наружная соннаяа ртерия, a.carotis externa, сначала располагается медиальнее от внутренней сонной артерии, затем она постепенно отклоняется кпереди и латерально. Начальный отдел наружной сонной артерии прикрыт грудино-ключично-сосцевидной мышцей, потом она переходит в trigonum caroticum
76297. Артерии лица, из анастомозы 187.52 KB
  Поверхностная височная артерия снабжает кровью околоушную слюнную железу, кожу и мышцы латеральной области лица, височной, теменной и лобной областей волосистой части головы, ушную раковину и наружный слуховой проход. Она анастомозирует с лицевой, затылочной и глазной артериями.
76298. Внутренняя сонная артерия. Ветви, анастомозы 314.76 KB
  Внутренняя сонная артерия. Пройдя сонный канал артерия входит в sinus cvernosus. Пещеристая часть располагается в сонной борозде на боковой поверхности клиновидной кости где артерия проходит через sinus cvernosus твердой мозговой оболочки.
76299. Артерии головного мозга. Артериальный круг мозга 92.47 KB
  Артериальный круг мозга Кровоснабжение головного мозга осуществляется ветвями внутренних сонных артерий позвоночных артерий. communicns posterior зрительный перекрест серый бугор ножки мозга гипоталамус таламус хвостатое ядро. cerebri posterior – формируют сосудистое сплетение бокового и третьего желудочков мозга.
76300. Верхнечелюстная артерия, ее топография, ветви и анастомозы 1.51 MB
  Топография: начинается у шейки нижней челюсти, пронизывает m.pterygoideus lateralis и скрывается в fossa pterygopalatina.
76302. Подключичная артерия, ее топография, ветви и межсистемные анастомозы 710.65 KB
  Подключичная артерия ее топография ветви и межсистемные анастомозы. Подключичная артерия. Артерия покидает грудную полость через pertur thorcis superior образуя выпуклую кверху дугу огибающую купол плевры. После проникновения артерии в cvits xillris она получает название подмышечная артерия.