Главная - Литература

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 [62] 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233

ным числом дискретных значении, каждое из которых передается с помощью одного импульса или группы импульсов. Оба метода показаны на рис 5-37.

Изменение параметра / импульса


изменение параметра импульса

Мгноденное значение модулирующего сигнала

Рис. 5-37. Изменение параметра импульсов под действием модулирующего сигнала при прерывистой и непрерывной

импульсной модуляции. а - непрерывная модуляция; б - прерывистая модуляция

В системах прерывной импульсной модуляции входной модулирующий сигнал может отображаться с требуемой точностью подбором соответствующего числа дискретных значений параметра импульсов. Пример прерывной импульсной модуляции приведен на рис. 5-38


Рис. 5 38. Пример прерывистой импульсной модуляции. а - модулирующий сигнал, б - прерывная группа кодирующих импульсов.

Сообщение передается группами кодирующих импульсов. Последовательность импульсов, передаваемая в каждый период, отображает модулирующий сигнал на соответствующий момент времени. Обычно в импульсной группе используется двоичный код, показывающий наличие или отсутствие модулирующего сигнала соответственно наличием или отсутствием кодирующего импульса.

Основиымивидами непрерывной импульсной модуляции являются, амплитудно-импульсная /модуляция (АИМ), широтно-импульсная модуляция (ШИШ и фазово-импульсная моду-яция (ФИМ).

5-7а. Амплитудно-импульсная модуляция (АИМ). При амплитудно-импульсной модуляции последовательность импульсов модулируется входным сигналом по амплитуде (см. рис. 5-39, а). Такая последовательность импульсов может быть использована затем для амплитудной или фазовой модуляции высокочастотных несущих колебаний.

Модулирующий сигнал


Последовательность импульсов

-гтгТГПТ)

\ у

iVl, 1

О F-.

L 1 * L I L 8 I ю <L тттттттттт

частота Ф

Рис. 5-39. Амплитудно-импульсная модуляция.

а - последовательность импульсов, про-модулированных по амплитуде, б - частотный спектр амплитудно-модулиро-ванной последовательности импульсов

Спектр амплитудно-модулированной последовательности импульсов описывается выражением

«(0 =

1 + 77- COS Qt \ •имп

--5- sin \-jr-) cos ( 2* ), (5-74)

где U я

- амплитуда модулирующего напряжения;

амплитуда импульсов в отсутствие модуляции; т - длительность импульса; Т - период повторения импульсов. Частотный спектр последовательности ам-плитудно-модулированных импульсов показан на рис. 5-39, б. При отсутствии модулирующего сигнала спектр содержит лишь гармоники частоты повторения и импульсов. Модулирующий сигнал модулирует амплитуду каждой из этих составляющих. Боковые полосы создаются около каждой составляющей. Модулируется также и постоянная составляющая спектра последовательности импульсов.

Модулированная последовательность импульсов накладывается на высокочастотную несущую для передачи. В радиоприемнике амплитудным или фазовым детектором из импульсов выделяется модулирующий сигнал. Этот процесс отображен рис. 5-40.



На рис. 5-40, в приведена схема импульсного детектора. Поступающие импульсы заряжают емкость С через диод JIt до напряжения, равного амплитуде импульсов. Постоянная вре-

Импульсы, промодуларобаннь/е по амплитуде



Разрядный импульс

Рис. 5-40. Демодуляция лмплитудно-мо-

дулированных импульсов. а - импульсы, получающиеся в результате детектирования; б - схема детектора.

мени разряда цепи RC выбирается не менее, чем в 10 раз большей периода повторения импульсов Т. Поэтому изменение напряжения на конденсаторе в промежутке между импульсами вследствие разряда очень мало. Перед приходом каждого импульса к катодам Л2


JJULM1

Рис. 5-41.

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ).

а - Модулирующий сигнал; б - последовательность импульсов, модулированных по ширине.

и Л3 прокладывается отрицательный импульс, разряжающий емкость С через Л2 до 0 е. Диод Л3 служит для удержания напряжения на выходе равным нулю в течение времени разряда.

5-76. Широтно-импульсная модуляция (ШИМ). Широтно-импульсная модуляция часто называется модуляцией длительности импульсов. В ШИМ ширина каждого импульса последовательности делается пропорциональной мгновенному значению модулирующего сигнала (см. рис. 5-41). Изменение ширины импульсов

прн модуляции может производиться со стороны фронта, или со стороны спада, либо с обеих сторон импульсов.

ШИМ может осуществляться рядом способов, один из которых изображен на рис. 5-42.

JJJJJJJ


Рис. 5-42 Способ получения импульсов, модулированных по ширине. а - последовательность пилообразных импульсов; б - модулирующий сигнал, наложенный на пилообразные импульсы; в - импульсы, модулированные по ширине с помощью регенеративного переключателя.

Сложением модулирующего сигнала с последовательностью пилообразных импульсов получаются колебания вида изображенных на рис. 5-42, 6. Эти колебания подводятся к схеме, состояние которой изменяется, когда сигнал превысит определенный уровень. На выходе этой схемы возникают импульсы, ширина которых определяется длительностью времени,

Модулирующий

сигнал импульсов j \

\ "2 Время -»-

Положение немоду-лировамых импульса

Рис. 5-43. Фазово-нмп>льсная модуляция (ФИМ).

в течение которого входной сигнал превосходит порог ограничения. Импульсы на выходе показаны на рис. 5-42, е.

Детектирование импульсов, модулированных по ширине, может быть осуществлено несколькими способами. Поскольку средняя ве-



личина последовательности импульсов изменяется в соответствии с модуляцией, как в случае АИМ, модулирующий сигнал может быть выделен пропусканием импульсов, модулированных по ширине, через узкополосный фильтр, пропускающий только нужные частоты модулирующего сигнала. Детектирование широтно-

ГфО-

модулированных импульсов может быть изведено также с помощью импульсного детектора такого же типа, как на рис. 5-40. В этом случае схема изменяется так, чтобы постоянная времени заряда С через У?! была больше 10 длительностей наиболее широкого импульса. Амплитуда напряжения, до которого заряжается С, будет тогда прямо пропорциональна ширине импульса.

5-7в. Фазово-импульсная модуляция (ФИМ). При ФИМ модулирующий сигнал вызывает изменения положения импульсов во времени относительно положения, которое соответствует отсутствию модуляции (рис. 5-43). Часто применяют передачу опорного импульса, предшествующего модулированному импульсу, для синхронизации работы приемника и передатчика.

Существует несколько способов ФИМ. Одни из возможных способов ФИМ поясняется на рис. 5-44. Модулирующий сигнал накладывается на последовательность пилообразных импульсов (рис. 5-44, а). В результате этого создаются импульсы постоянной длительности, в течение которой суммарный сигнал превышает некоторый постоянный уровень.

Действие ФИМ на спектр состоит в частотной модуляции каждой гармонической составляющей спектра последовательности импульсов, в том числе и постоянной составляющей (см. § 22-6).

Когда максимальное временное смещение импульсов мало по сравнению с периодом повторения, возможно детектирование импульсов, модулированных по фазе с малыми искажениями путем пропускания последовательности импульсов через схему, имеющую частотную характеристику с наклонов 6 дб на октаву по всему диапазону модулирующих частот. Другой спо-соо состоит в превращении ФИМ в АИМ путем заряжения пикового детектора до напряжения, которое пропорционально длительности интервала между опорным импульсом и фазо-моду-лированным импульсом (см. рис. 5-45). Моменты возникновения пилообразных импульсов определяются опорными импульсами. Пиковый детектор находится под воздействием пилообразного напряжения в течение времени между моментами поступления опорного импульса и сигнального импульса. С момента действия сигнального импульса производится детектирование. Потенциал на выходе детектора сохраняется до поступления следующего опорного импульса, i 5-7г. Кодово-импульснаямодуляция (КИМ). В кодово-импульсной модуляции мгновенному Ьначению модулирующего сигнала соответствует дискретное значение, представляемое кодирующей группой импульсов (см. рис. 5-38). Модулирующий сигнал может быть представлен импульсным кодом, содержащим достаточное число

импульсов. При двоичном коде передается 2" дискретных величин, выражающих модулирующий сигнал с точностью до (2"- 1), где п - число импульсов в коде.

Кодово-импульсная модуляция обладает двумя преимуществами. Первое из них заключается в почти полном исключении помех, когда импульсные сигналы превышают помеху на не-

уродень нулевой модуляции

Модулирующий сигнал положен на пилообразные импульсы


Расположение немодулиробанных I импульсоВ

Расположение модулированных импульсов

Рис. 5-44

Способ получения импульсов, по фазе.

модулированных

которое значение. Это связано с тем, что для точного воспроизведения сигнала достаточно только определить наличие или отсутствие импульса. Второе преимущество заключается в возможности многократной ретрансляции сигнала без накапливания искажений сигнала .

Опорный импульс

Последовательность пилообразных /импульсод,запускаемых опорными импульсамц


Сигналы на

bixode пикового детектора, не пропущенные через фильтр

Рис. 5-45. Способ детектирования фазово-модулирован-ных импульсов.

5-7д. Скорость передачи сообщений в импульсных системах. В любом виде импульсной модуляции скорость передачи сообщений ограничивается скоростью формирования модулирующего сигнала. Частоты модулирующего сигнала, которые должны воспроизводиться, не должны превосходить половины частоты формирования. Влияние частоты формирования f§

1 В. М. tern Tech. 1.,

Oliver, Efficient coding, Bell Sys-724-750, July 1952.



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 [62] 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233



0.0102