Минаев Е.И. - Основы радиоэлектронники (1266569), страница 96
Текст из файла (страница 96)
Однако это потребовало бы применения фильтра, перестраиваемого в соответствии с частотой модуляции. Посмотрим, что получится при фазовой модуляции, если частота модуляции уменьшится. Если гр(1) =шоу+ ф соз ь)г, то ш(1) =гоп-ф„Л з(п ь)1. Следовательно, А! =ар Р. Так как при фазовой модуляции $ мни=сопи(, то при уменьшении частоты модуляции Р уменьшается А! . Например, если Р уменьшается от !5 кГц до 150 Гц, т.
е. в 100 раз, уменьшится и А) . Отсюда видно, что ФМ в чистом виде применять невыгодно, Обычно применяют соединение ЧМ с ФМ. При частотах модуляции от Р м до Р=1,5 — 2 кГц применяют ЧМ, а при частотах от Р=1,5 — 2 кГц до Р „=15 кГц применяют ФМ. При этом амплитуда девиации частоты на всех частотах не превышает А|,„мах=50 кГц в соответствии с принятым в СССР стандартом, пли о!',а=75 кГц в соответствии со стандартом США н ряда других стран. Применение ФМ на высоких частотах модуляции дает такой нае 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 Р=2 кГц, как и при наличии предыскажений, девиация частоты А! пропорциональна Р 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 предыскажеиий 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 а Р„ нужно выбрать в соответствии с теоремой Котельникова в два раза большей максимальной частоты модулирующего сигнала.
Спектр одноРнс. 20дб. Амплитудно-нмнудьа. го импульса занимает полосу чапая модуляция (АИМ) стот А(=1/т, где т — длительность 490 импульса, и такую ширину имеет спектр всего АИМ-колебания, тогда как полоса частот, занимаемая обычным АМ-колебанием с максимальной частотой модулирующего сигнала г" „равна 2Р,„,. Следовательно, применение амплитудно-частотной модуляции требует расширения полосы в 112тР „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 Тч/т=11р„т=1|2рч, т раз. Поэтому. отношение сигнал-помеха на входе детектора при АИМ остается таким же, как и при обычной АМ. Однако вследствие нестабильности частот пере~(атчика и гете- родина приемника полоса пропускания приемника должна быть значительно больше, чем Л1'=2Р „.
В этих условиях применение АМ 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 модуляпии не изменяется ии амплитуда, ни длительность импульсов; изменяется лишь временное смещение импульсов относительно моментов времени, задаваемых тактовой последовательностью. При косинусоидальном модулирующем сигнале временное смещение Л1= А/„„соз ай 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. 3) модуляция частоты заполняющего колебания радио- импульсов; 4) импульсно-кодовая модуляция (ИКМ).
Последний вид импульсной модуляции рассматривается в 520.9. 90.8. КВАНТОВАНИЕ СИГНАЛА НО УРОВНЮ Рнс. 20.19, Квантованные ошибка квантования) импульсы (АА'— 493 В соответствии с теоремой Котельникова сигнал с ограниченным спектром можно передавать по линии связи в виде последовательности импульсов, следующих через равные промежутки времени, с амплитудами, равными значениям сигнала в моменты передачи импульсов. Обычно передаваемый сигнал имеет конечный диапазон амплитуд, но внутри этого диапазона значение амплитуды может быть произвольным.
Точно передавать любое значение из этого множества нет необходимости. Например, весь диапазон громкостей, которые воспринимает ухо человека, укладывается в 130 дБ и при этом различаются уровни, отличающиеся по интенсивности не менее чем на 1 дБ. В этом случае достаточно передавать 130 уровней громкости. Аналогично этому хорошее качество передачи изображения получается при числе уровней яркости порядка 30. Заметим, что в телевизионной испытательной таблице имеется всего 10 уровней яркости.
Следовательно, в случае применения, например, АИМ вместо импульсов с непрерывным множеством значений амплитуд можно передавать импульсы с дискретными значениями амплитуды. Весь диапазон амплитуд разбивается на з уровней, и каждый раз передается ближайшее дискретное значение амплитуды. На рис. 20.19 в качестве примера показана передача сигнала при наличии четырех уровней (э=4). Дискретизация сигнала по амплитуде называется квантованием ло уровню. Максимальная ошибка квантования не превышает половины шага квантования. Если амплитуда сигнала может с равной вероятностью принимать любые значения в пределах шага а, то, заменяя ее ближайшим дискретным значением, мы до- пускаем ошибку х, среднее значение которой равно нулю, а дисперсия а/2 а/2 о2=х' )' р(х)ххах= )' (1/а)х2дх=а2/12, -а22 -а22 где р(х) = 1/а — плотность распределения вероятностей для ошибки х в пределах шага шкалы квантования.
Величину и' можно трактовать как характеристику мощности шума квантования, добавление которого к сигналу вызывает такие же искажения, как те, которые возникают при квантовании сигнала по амплитуде. Среднеквадратическая ошибка квантования и= а3~12=0,29а. Мощность шума квантования Р,,= а2/12. (20.25) Если сигнал имеет 2 градаций и принимает с равной вероятностью любое значение в промежутке от 0 до за, то его мощность Рса а2а2112. МОщИОСтЬ ПЕрВОНаЧаЛЬНОГО СИГНапа Р,=Р,.+Р„,. Следовательно, мощность квантоваиного сигнала Р = Р.)Р „= (22-1) а912 Отношение мощности квантованного сигнала к мощности шума квантования (20.
26) Для того чтобы шум квантования не вносил больших искажений, число з берут достаточно большим, 2ОД ИМПУЛЬСНО-КОДОВАЯ МОДУЛЯЦИЯ При импульсно-кодовой модуляции (ИКМ) значения квантованного сигнала передаются в виде кодовых комбинаций, каждая из которых состоит из и символов, причем число п должно быть связано с числом уровней з шкалы квантования соотношением Ь )2, где Ь вЂ” основание системы счисления, в которой передаваемое значение представляется и-разрядной кодовой комбинацией. При двоичном представлении (Ь=2) кодовая комбинация может выражать целое число, равное номеру соответствующего уровня шкалы квантования. Если число градаций 2=128, то для передачи всех чисел от 0 до 127 требуется кодовая комбинация из семи импульсов, Для высококачественной передачи речи достаточно иметь 128 уровней шкалы квантования.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
