Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов (2002) (1095939), страница 92
Текст из файла (страница 92)
Таким образом, информационным параметром ВИМ- сигнала является временное положение импульсов в пределах тактовых интервалов, Для реализации время-импульсной модуляции параметр 'веЬПоб' должен иметь значение 'рЬв'. Под несущей частотой Ес в данном случае понимается величина, обратная длительности тактового интервала, а параметр Ез представляет частоту дискретизации сформированного сигнала.
Это отношение определяет возможное число уровней сигнала. представимое с помощью ВИМ. 487 Функции модуляции и демодуляции пакета Сопнпип~сайопа Параметр орс в данном случае задает длительность формируемых импульсов, нормированную к длительности тактового интервала. Дадим этому параметру обозначение сац: [у, т] - вооц1асе1х. Гс. Гз. 'рсв', сац) х = йевса1у, Гс. Гз, 'рсн'1 Выходной сигнал у содержит в Рз/Рс раз больше отсчетов, чем модултруюший сигнал х. По умолчанию значение параметра сац равно 0,1.
Отсчеты модулируюшего сигнала в векторе х лолжны лежать в диапазоне 0...1, онп залают относительно положение формируемых импульсов в пределах тактовых интервалов. Для получения хороших результатов должно выполняться соотношение сан*аз/Гс » 1, то есть длительность формируемых импульсов, измеренная в отсчетах, должна быть существенно больше единицы. В противном случае погрешности пз-за округления положения импульсов оказываются слишком велики. При демодуляции дополнительный параметр сац не используется.
Для правильной демодулятсн необходимо, чтобы соседние импульсы не перекрывалнсь (перекрытие может возникнуть прн модуляции, если за отсчетом модулирующего сигнала, близким к 1, следуе~ отсчет, близкий к 0). Функции модуляции и демодуляции пакета Соттип~сабопв В пакете расширения Сотпшп!сабопз содержится ряд функций, относящихся к задачам модуляции и демодуляции. Опи позволяют осуществлять аналоговую и цифровую модуляцию с использованием различных видов модуляции, давая результат в виде набора отсчетов веи1естве~пого модулирующего сигнала либо его колоиекспой огибаюшдй.
В документации пакета эти два варианта обозначаются соответственно терминами «раззЪапц» (полосовой сигнал) и «ЬазеЬапс1» (низкочастотный сигнал). Для осуществления собственно модуляции и демодуляции служат следующие функции (способ модуляции указывается прн вызове в качестве одного из параметров): 2 апхх) — аналоговая модуляция (вещественный результат); ~3 авоосе — аналоговая модуляция (комплексная огибающая); О збевоб.— аналоговая демодуляция (вещественный входной сигнал); П абевоосе — аналоговая демодуляция (вход — комплексная огибающая); П овец — цифровая модуляция (вещественный результат); З овоосе — цифровая модуляция (комплексная огибающая); О ббевоб — цифровая демодуляция (вещественный входной сигнал); О ббеаобсе — цифровая демодуляция (вход — комплексная огибающая).
488 Глава В, Модуляция и демодуляция Имена этих функций будет легко запомнить, если понять, как они формируются: 0 первая буква а или 8 обозначает соответственно аналоговую (апа1ой) или цифровую (Йй1га!) модуляцию/демодуляцию; 0 далее следует вой для модуляции или беков для демодуляции; 0 буквы се в конце идентификатора обозначают, что функция возвращает (для модуляции) или принимает на входе (для демодуляции) комплексную огибающую сигнала (сошр1ех епуе1оре). Аналоговая модуляция в пакете Сомтип~сат1опа При описании синтаксиса вызова рассматриваемых ниже функций аналоговой модуляции и демодуляции используются следующие общие параметры: 1:) х — модулирующий сигнал. Если х — вектор, он может быть как строкой, так и столбцом. Если х — матрица, каждый ее столбец обрабатывается независимо, что позволяет осуществлять многоканальную обработку сигнала.
Несколько по-иному х задается в случае квадратурной модуляции, об этом будет сказано отдельно; 0 у — модулированный сигнал; 0 х — демодулированный сигнал; О 8з — частота дискретизации модулированного сигнала. При аналоговой модуляции она же является и частотой дискретизации модулируюшего сигнала, Этот параметр может быть задан в виде двухэлементного вектора [йз рлазе), в этом случае второй элемент задает начальную фазу несущего колебания (в радианах). По умолчанию начальная фаза равна нулю; О 8с — несущая частота.
Для функций, работающих с комплексной огибаюгцей, этот параметр не используется, поскольку комплексная огибающая вычис:и- ется именно относительно несущей частоты; Ы пцв и бел — соответственно числитель и знаменатель передаточной функции фильтра, используемого для фильтрации выходного сигнала в функциях демодуляции.
Если не указывать эти параметры, в функции аоевоосе фильтрация просто не производится, а в функции аоевоо по умолчанию используется фильтр Баттерворта 5-го порядка с частотой среза, равной несущей частоте. При рассмотрении теоретических основ различных видов модуляции было приведено достаточное количество временных зависимостей, поэтому при рассмотрении функций МАТЮКАВ мы будем приводить в основном спектрограммы сигналов, хорошо демонстрирующие разницу между различными способами модуляции. Для рассматриваемых ниже примеров будем использовать частоту дискретизации 8 кГц и несущую частоту 2 кГц: » гз - 8е3; » Гс - 2еЗ: 489 Функции модуляции и демодуляции пакета Согпптип)са1юпз В качестве модулирутощего используем сигттал длительностью 2 с, мпювенная частота которого линейно изменяется от нуля до 1 кГц.
Такой сигнал генерируется функцией с)т(гр: » Г = 0;1!Ез:2: Ж вектор времени » 5 М - с)1(гр(1, О. 2, 1еЗ); Ж ЛЧМ-сигнал Построим график начального фрагмента этого сигнала (при попытке изобразить весь сигнал точки на графике просто сольются — в сигнале содерткится слишком много колебаний) (рис. 8.48, сверху): » р)от(т(1:2000).
5 М(1:2000)) Мгновенная частота такого сигнала меняется достаточно медленно, что позволяет хорошо отслеживать эти изменения на спсктрограмме (рис. 8Аб, снизу): » вресягаот(5 М, П . 15) » со)ого1ар дгау о,в О.а 0.4 0.2 -0.2 -10 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 4000 3500 зооо гвоо з гооо 7 моо 1ООО 500 о 0 Ог 04 0.6 0.8 1 1 г 1.4 1.6 1,В тапа Рис. 8.46. Модулирующий ЛЧМ-сигнал (саерху) и его спектрограмма (снизу) 490 Глава В. Модуляция и демодуляция Амплитудная модуляция Амплитудная модуляция производится перечисленными вылив функциями при указании в них параметра типа модуляции 'ав>с)зЬ-сс'. Здесь ав означает амплитудную модуляцию (ашр11(цс(е шос(ц!ас)оп), с)зЬ вЂ” наличие обеих боковых полос (с(оцЫе зЫе 1>апс(), сс — сохранение несущего колебания (сгапз>пйссс1 сагпег).
Синтаксис вызова функций имеет следующий вид: у = ааоо(х, Гс. Гз, 'ав>озЬ-сс'. оссзеЬ); у = асвоосе(х, Гз. 'аях)зЬ-сс'. осгзес). Необязательный параметр оГГзеЬ вЂ” постоянная составляющая, добавляемая к мпдулируюшему сигналу перед умножением его на несущее колебание. По умолчаншо значение этого параметра равно -в(п(в>(п(х) ), то есть выбирается минимально возможная одинаковая для всех каналов постоянная составляющая, обеспечиваюгдая о/снополярность амплитудного множителя. Если заданная величина параметра оГГзет недостаточна для однополярностп амплитудного множителя, формируется сигнал с перемодуляцией. Реализуем амплитудную модуляци>о для сформированного ранее модулнрусошего ЛЧМ-сигнала. Сразу же построим график начального фрагмента полученного АМ-сигнала и спектрограмму этого сигнала (рис.
8А7): з ЯМ = амоо(з М, Гс, Гз, 'ал>озЬ-'сс'): » р!ос(с(1:2000). з ЯМ(1:2000)) » 119цге » зрес9гая(з ЯМ, Ц, Гз) » со1огв>ар 9гау На спектрограмме АМ-сигнала хорошо видны несущее колебание и две боковые полосы. При использовании функции авос)се результирующая комплексная огибающая представляет собой модулируюшпй сигнал с добавлением смен(ения ос>вес, ум. ноженный затем на фазовый множитель ехр(. 1*рпазе). Демодуляция АМ-сигнала производится с помошью функций ас)еяоо и ас(ев(ос)се; 1 т = ас)евос) (у, Гс, Гз, 'ал>с)зЬ-сс'.
отгзег. пцв. с)еп): г - ас)еаоо(у, Гс. Гз, 'апн>зЬ-тс/созсаз', оггзеЬ. пцся. с)еп); т - аоел>ос)се (у, Гз, 'ая>с)зЬ-Сс'. встает. пия>. Пеп); г = ас)еаос)се(у, Гз, 'алх)зЬ-Сс/сазсаз', осгзеЬ, посв. с)еп)1 Если метод демодуляции укааан как 'ав>озЬ.Ьс', входной сигнал у умножается на несущее колебание, при этом очень важна правильность фазы несущего колебания (о способе задания начальной фазы говорилось выше, при перечислении обших параметров функций модуляции/демодуляции). Если указан метод 'авс)зЬ.
Ьс/созсаз', применяется демодуляция с использованием системы фазовой авто- ' подстройки частоты (ФАПЧ), правильная начальная фаза в этом случае устанавливается автоматически. Оба способа демодуляции позволя>от правильно обрабатывать п сигнал с пере- модуляцией. 491 Функции модуляции и демодуляции пакета Сопяпцп(савела Параметр огтзеС вЂ” зто константа, вычитаемая из полученных значений амплитудной огибаюшей. По умолчанию он выбирается таким, чтобы постоянная составля)ошая демодулированного сигнала была равна нулю.
0.5 20 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 о о.г ом о,ь о.а 1 1.г 1и 1.5 1.з гме Рис. 8.47. АМ-сигнал (саерху) и его спектрограмма (снизу) АМ с подавленной несущей АМ с подавленной несуШей и ее демодуляция реализуются перечисленными выше функциями при указании в них режима 'аок(5Ь.зс' (расшифровка аналогична предыдушему случаю, за исключением окончания зс, обозначающего подавленную несушую — зврргеззео сагпег). Синтаксис вызова функций модуляции следуюшпи: у = ао)ог)(х, Ес, Гз, 'оо)((5Ь-зс'): у " ао)овсе(х, гз, 'апк(5Ь-зс'); 492 Глава 8.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
