71702

Модуляция гармонических колебаний

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Под модуляцией понимают процесс изменения одного или нескольких параметров физического процесса по закону передаваемого сообщения. Так, например, если моделью физического процесса является функция f(a, b, c, d, t), то параметры a, b, c, d можно использовать для осуществления модуляции.

Русский

2014-11-10

540.84 KB

0 чел.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ

Белорусский государственный университет

информатики и радиоэлектроники

Факультет информационных технологий и управления

Кафедра ИТАС

ОТЧЕТ

по лабораторной работе №7

“Модуляция гармонических колебаний”

Выполнил:

студент гр.120603

Мосевич Алексей

Проверил:

Стригалёв Л.С.

Минск 2013г.

  1.  Цель работы

Ознакомиться с различными видами модуляции. Определить влияние шума на качество модуляции.

  1.  Краткие теоретические сведения

Под модуляцией понимают процесс изменения одного или нескольких параметров физического процесса по закону передаваемого сообщения. Так, например, если моделью физического процесса является функция f(a, b, c, d, t), то параметры a, b, c, d можно использовать для осуществления модуляции.

Как правило, физический процесс (несущее колебание) является высокочастотным, а передаваемое сообщение (модулирующее колебание) – низкочастотным. Такое соотношение частот позволяет реализовать одно из важнейших свойств модуляции: управляемый перенос спектра низкочастотного колебания в область высоких частот в коаксиальных и волоконно-оптических средах.

На практике получили распространение следующие основные виды модуляции: модуляция гармонических колебаний, импульсная модуляция и импульсно-кодовая модуляция.

При модуляции гармонических колебаний по закону передаваемого сообщения c(t) изменяется один из параметров гармонического колебания

a(t) = A0cos(ω0t + θ0),

так что в данном случае возможны три вида модуляции:

- амплитудная модуляция: изменяется пропорционально c(t) амплитуда А гармонического колебания;

- частотная модуляция: изменяется частота ω;

- фазовая модуляция: изменяется начальная фаза θ.

Модуляция гармонических колебаний широко применяется при передаче данных (c(t) в данном случае представляет собой последовательность сигналов  0 и 1), называемая в данном случае манипуляцией, например частотная манипуляция, фазовая манипуляция, квадратно-амплитудная манипуляция. Дальнейшее развитие технология манипуляции нашла в модемной связи (протоколы модуляции модемной связи).

  1.  Исходные данные

На рисунке представлена S-модель: «Модуляция гармонических колебаний», которая позволяет изменять тип модуляции, ее параметры (например, частоту), а также параметры канала связи (например, отношение сигнал – шум) и получать следующие виртуальные осциллограммы:

  1.  моделирующего гармонического колебания (осциллограмма 1);
  2.  моделированного гармонического колебания (осциллограмма 2);
  3.  моделированного колебания на выходе канала связи (осциллограмма 3);
  4.  демодулированного колебания, прошедшего через канал связи (осциллограмма 4).

  1.  Ход работы

4.1. Двухполосная амплитудная модуляция

Для двухполосной амплитудной модуляции схема будет иметь следующий вид:

а) установим следующие параметры: частота – 300, шум – 0. Осциллограммы будут иметь следующий вид:

б) установим следующие параметры: частота – 300, шум – 50. Осциллограммы будут иметь следующий вид:

в) установим следующие параметры: частота – 50, шум – 0. Осциллограммы будут иметь следующий вид:

г) установим следующие параметры: частота – 50, шум – 50. Осциллограммы будут иметь следующий вид:

4.2. Однополосная амплитудная модуляция

Для однополосной амплитудной модуляции схема будет иметь следующий вид:

а) установим следующие параметры: частота – 300, шум – 0. Осциллограммы будут иметь следующий вид:

б) установим следующие параметры: частота – 300, шум – 50. Осциллограммы будут иметь следующий вид:

в) установим следующие параметры: частота – 50, шум – 0. Осциллограммы будут иметь следующий вид:

г) установим следующие параметры: частота – 50, шум – 50. Осциллограммы будут иметь следующий вид:

4.3. Частотная модуляция

Для частотной модуляции схема будет иметь следующий вид:

а) установим следующие параметры: частота – 300, шум – 0. Осциллограммы будут иметь следующий вид:

б) установим следующие параметры: частота – 300, шум – 50. Осциллограммы будут иметь следующий вид:

в) установим следующие параметры: частота – 50, шум – 0. Осциллограммы будут иметь следующий вид:

г) установим следующие параметры: частота – 50, шум – 50. Осциллограммы будут иметь следующий вид:

4.4. Фазовая модуляция

Для фазовой модуляции схема будет иметь следующий вид:

а) установим следующие параметры: частота – 300, шум – 0. Осциллограммы будут иметь следующий вид:

б) установим следующие параметры: частота – 300, шум – 50. Осциллограммы будут иметь следующий вид:

в) установим следующие параметры: частота – 50, шум – 0. Осциллограммы будут иметь следующий вид:

г) установим следующие параметры: частота – 50, шум – 50. Осциллограммы будут иметь следующий вид:

  1.  Анализ полученных результатов

В случае двухполосной амплитудной модуляции демодулированный сигнал близок по форме к модулированному сигналу на выходе канала связи, но существенно отличается от исходного сигнала вне зависимости от уровня шума и частоты. При увеличении уровня шума сигнал на выходе канала связи приближается по форме к модулированному сигналу.

В случае однополосной амплитудной модуляции при увеличении уровня шума сигнал на выходе канала связи приближается по форме к модулированному сигналу. При этом форма демодулированного сигнала зависит от частоты. При достаточно больших частотах она совпадает с исходным сигналом.

В случае частотной и фазовой модуляций сигнал на выходе канала связи и демодулированный сигнал приближаются по форме к модулированному и исходному сигналу соответственно при увеличении уровня шума вне зависимости от частоты сигнала.

  1.  Вывод

В результате выполнения данной лабораторной работы были изучены двухполосная и однополосная амплитудная модуляции, фазовая модуляция и частотная модуляция, также определены зависимости формы выходного сигнала от уровня шума и частоты.