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

8 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

57712. Прямокутна система координат у просторі. Декартові координати у просторі 1.75 MB
  Мета уроку: ввести поняття прямокутної системи координат у просторі з використанням історичного матеріалу навчати будувати точку за заданими координатами та знаходити координати точок які зображенні у заданій системі координат...
57713. Прямоугольная система координат. Расстояние между точками. Координаты середины отрезка 286 KB
  Актуализация опорных знаний фронтальный опрос сильных учащихся с наводящими вопросами по будущим заданиям Что такое треугольник фигура состоящая из 3х точек не лежащих на одной прямой и 3х отрезков попарно соединяющих эти точки...
57714. Паливні корисні копалини України 69 KB
  Мета: поглибити й систематизувати знання учнів про паливні ресурси та їх звязок з геологічною будовою; виявити закономірності розташування родовищ корисних копалин України за допомогою карт атласу...
57715. Кримські гори. Загальна характеристика гірської країни 990.5 KB
  Мета уроку: сформувати знання про особливості географічного положення Кримських гір та їх природних умов надати учням систему знань про особливості розподілу висотних поясів ландшафтів гірського Криму...
57716. Органи кровообігу: серце і судини. Взаємозалежність будови органів кровообігу і функцій які вони виконують 581 KB
  Звук Демонстрація на екрані пульсуючого серця і запис роботи серця. Вивчили будову цих серця і судин. Який орган забезпечує рух крові по судинах Епіграфом уроку можна взяти слова: Слайд Серце може додати розуму але розум не може додати серця.
57717. Історія життєвих випробувань Робінзона Крузо у романі Даніеля Дефо «Робінзон Крузо» 49.5 KB
  Відомий французький просвітитель Жан-Жак Руссо вважав: «Робінзон Крузо» - це перша книга, яку варто прочитати кожній людині, як тільки вона навчиться читати за букварем.
57718. Народна та професійна культура через призму історії України та української літератури першої половини ХІХ століття 128.5 KB
  Українська культура І половини ХІХ століття Художня культура. Народна та професійна культура Українська література. Шевченко - художник Музичні інструменти: кобза бандура Основні поняття: культура народна культура професійна культура етнографія...
57719. Натуральні числа. Геометричні фігури 45.5 KB
  Мета: навчальна закріпити поняття кут елементи кута рівні кути види кутів позначенням кутів; формувати в учнів вміння будувати кут; відпрацювати навички побудови кутів розрізняти кути на готових рисунках і позначати...
57720. Квадратична функція. Квадратні нерівності 462 KB
  Мета уроку: Сприяти узагальненню матеріалу, поглибленню знань. Розвивати мислення, кмітливість, цікавість, оперативність у виконанні вправ, інтерес до навчання. Виховувати вміння працювати колективно.