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

Рис. 20.15. Спектры шума и амплитудно-частотная характеристика корректирующей цепи при ЧМ

Амплитудно-частотная

характеристика \

Частотный спектр ш1/ма


Если 2n7Fmax->0, ТО axQ.igxx - xli, поэтому Кул.п-\. Если 2n7Fmax>l, то arctg2n7Fmax~л/2. При этом вторым членом в знаменателе в (20.23) можно пренебречь. Тогда

1!!!!:. (20.24)

пример. Пусть Г=75 мкс; Fmax=15 кГц. Тогда Кул.к = \Ъ,Ъ.

Выигрыш, обеспечиваемый коррекцией при частотной модуляции, получается большим благодаря тому, что частотная коррекция ослабляет высокочастотные составляющие спектра помехи, имеющие наибольшую амплитуду (рис. 20.15).

20,6. СРАВНЕНИЕ ЧАСТОТНОЙ И ФАЗОВОЙ МОДУЛЯЦИИ

В § 20.4 было показано, что частотная модуляция по сравнению с амплитудной дает выигрыш по мощности в отношении

сигнал-помеха в Кул.мащ раз, причем Кул.мощ = 3-\!(п1.

Теперь сравним частотную модуляцию с фазовой. Если при частотной модуляции частота модуляции F не равна максимальной, то при постоянной девиации частоты Afm индекс модуляции возрастает во столько раз, во сколько уменьшается частота модуляции F. Однако выигрыш при этом не увеличивается, так как он пропорционален индексу при максимальной частоте модуляции.

В самом деле, полезный сигнал на выходе не увеличится, так как Afm остается прежней. Шумы на выходе также не изменятся: они по прежнему действуют в полосе 2fmax. Можно увеличить выигрыш, если уменьшить частоту модуляции и соответственно сузить полосу шумов до 2F. Однако это потребовало бы применения фильтра, перестраиваемого в соответствии с частотой модуляции. Посмотрим, что получится при фазовой модуляции, если частота модуляции уменьшится.

Если

ф(0 =Wo-+-l3mCOS Qt,

(О (О =соо-T{)mQ sin Qt,



Следовательно,

A/m = \j)mF.

Так как при фазовой модуляции ij)m шах = const, то при уменьшении частоты модуляции F уменьшается Afm. Например, если F уменьшается от 15 кГц до 150 Гц, т. е. в 100 раз, уменьшится н Aim. Отсюда видно, что ФМ в чистом виде применять невыгодно. Обычно применяют соединение ЧМ с ФМ. При частотах модуля-цш от Fmin до F«l,5-2 кГц применяют ЧМ, а при частотах от F5«l,5-2 кГц до Fmax=15 кГц применяют ФМ. При этом амплитуда девиации частоты на всех частотах не превышает A/mmax=50 кГц В соответствии с принятым в СССР стандартом, или Afm max = 75 кГц В соотвстствии СО стандартом США и ряда других стран.

Применение ФМ на высоких частотах модуляции дает такой же выигрыш, как и применение частотных предыскажений и последующей частотной коррекции при ЧМ, так как выигрыш определяется выражением (20.24). Это вытекает из того факта, что при фазовой модуляции, начиная с частоты F2 кГц, как и при наличии предыскажений, девиация частоты Afm пропорциональна F и компенсирует уменьшение индекса модуляции для высоких частот модуляции. Очевидно, что при фазовой модуляции передатчика, так же как и при частотных предыскажениях, приемник после детектора должен иметь корректирующую цепь, показанную на рис. 20.14.

Итак, при радиовещании с частотной модуляцией вследствие применения частотных предыскажений при передаче модуляция фактически является частотной для более низких и фазовой для более высоких частот.

20.7. ИМПУЛЬСНАЯ МОДУЛЯЦИЯ

В предыдущих параграфах мы рассмотрели амплитудную и частотную модуляцию, когда непрерывно передавалось радиочастотное колебание. Другой способ передачи состоит в модуляции последовательности радиоимпульсов. В этом случае передаваемый сигнал носит название импульсно-модулированного колебания. Амплитудно-импульсная модуляция (АИМ). Этот вид модуляции заключается в том, что амплитуда радиоимпульсов изменяется в соответствии с передаваемым сообщением (рис. 20.16).

Частоту следования импульсов Fn нужно выбрать в соответствии с теоремой Котельникова в два раза большей максимальной частоты модулирующего сигнала. Спектр одно-Рис. 20.16. Амплитудно-импульс- ГО импульса занимает полосу ча-ная модуляция (АИМ) стот А/=»1/т, где т - длительность




импульса, и такую ширину имеет спектр всего АИМ-колебания, тогда как полоса частот, занимаемая обычным АМ-колебанием с максимальной частотой модулирующего сигнала Fmax равна 2Рша!Е.

Следовательно, применение амплитудно-частотной модуляции требует расширения полосы в 1/2т/шах раз по сравнению с обычной амплитудной модуляцией. Вследствие расширения полосы во столько же раз возрастает мощность шумов на входе детектора приемника. Однако одновременно с этим можно увеличить мощность сигнала в импульсе по сравнению со средней мощностью непрерывного в АМ-колебания, сохранив при этих двух видах модуляции одну и ту же среднюю мощность передатчика. Мощность в импульсе можно увеличить во столько раз, во сколько период повторения импульсов больше их длительности, т. е. в

r„/T=l/F„T=l/2FmaxT

раз. Поэтому отношение сигнал-помеха на входе детектора при АИМ остается таким же, как и при обычной AM.i

Однако вследствие нестабильности частот передатчика и гетеродина приемника полоса пропускания приемника должна быть значительно больше, чем А/ = 2шах. В этих условиях применение AM дает проигрыш в отношении сигнал-помеха по сравнению с АИМ. Необходимость значительно большей полосы частот для передачи АИМ-колебания является, вообще говоря, недостатком этого вида модуляции. Однако его можно компенсировать применением многоканальной передачи, помещая в промежутки между импульсами одного канала импульсы других каналов. Естественно, при этом должно быть обеспечено временное разделение каналов синхронной коммутацией при передаче и приеме.

Фазоимпульсная модуляция (ФИМ). Этот вид модуляции осуществляется изменением временного положения импульсов в соответствии с передаваемым колебанием. Такая модуляция носит также название времяимпульсной модуляции (ВИМ).

Из рис. 20.17 видно, что при фазоимпульсной модуляции не изменяется ни амплитуда, ни длительность импульсов; изменяется лишь временное смещение импульсов относительно моментов времени, задаваемых тактовой последовательностью.

При косинусоидальном модулирующем сигнале временное смещение

А/ = А/тах COS Qt.

Амплитуда временного смещения пропорциональна амплитуде передаваемого сигнала.

На рис. 20.18 показано, что при приеме можно устранить амплитудную модуляцию импульсов помехой и появление ложных импульсов, производя ограничение импульсов (до или после детектора) сверху и снизу на уровнях, близких к половине средней амплитуды импульса. Для этого нужно, чтобы амплитуда помехи не превышала приблизительно половины амплитуды импульсов.



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



0.006