Обзор различных видов и форматов модуляции

Модуляция это процесс, в котором задействованы одна или несколько характеристик несущего сигнала: амплитуда, частота или фаза. Запишем модулированный сигнал:

(t)=Accos[wct + y(t)] (1.1.1)

где y(t) - мгновенная фаза, Ac - амплитуда сигнала,wc -частота.

Соответственно, существуют три основные технологии кодирования или модуляции, выполняющие преобразование цифровых данных в аналоговый сигнал (см. рисунок 1.1): амплитудная манипуляция (amplitude-shift keying - ASK), частотная манипуляция (frequency-shift keying - FSK) и фазовая манипуляция (phase-shift keying - PSK). Отметим, что во всех перечисленных случаях результирующий сигнал центрирован на несущей частоте.

Рисунок 1.1 - Модуляция цифровых данных аналоговыми сигналами

Амплитудная манипуляция

При амплитудной манипуляции два двоичных значения представляются сигналами несущей частоты с двумя различными амплитудами. Одна из амплитуд, как правило, выбирается равной нулю т.е. одно двоичное число представляется наличием несущей частоты при постоянной амплитуде, а другое - ее отсутствием (рисунок 1.1.а). Результирующий сигнал равен

(1.1.2)

Здесь A×cos(2pfct) - несущий сигнал. Метод амплитудной манипуляции чувствителен к внезапным скачкам напряжения и неэффективен. В телефонных линиях он обычно используется только при скоростях до 1200 бит/с. Метод амплитудной манипуляции используется для передачи цифровых данных по оптоволокну. Иными словами, одна сигнальная посылка представляется световым импульсом, тогда как другая - отсутствием света. В лазерных передатчиках имеется, как правило, фиксированный ток смещения, вызывающий излучение света с более низким уровнем. В результате одна из сигнальных посылок представляется этим уровнем, тогда как световая волна большей амплитуды представляет другую сигнальную посылку.

Частотная манипуляция

Наиболее распространенной формой частотной манипуляции является бинарная, в которой два двоичных числа представляются сигналами двух различных частот, расположенных около несущей. Результирующий сигнал равен

(1.1.3)

где f1 и f2 - частоты, смещенные от несущей частоты на величины, равные по модулю, но противоположные по знаку.

На рисунке 1.2 приведен пример использования частотной манипуляции для дуплексной работы в телефонной линии. Данный рисунок представляет собой спецификацию модемов серии Bell System 108. Напомним что, по телефонным линиям передаются частоты приблизительно от 300 до 3400 Гц и что дуплексная передача означает одновременную передачу сигналов в обоих направлениях. Для организации дуплексной передачи полоса разделяется на две части. В одном направлении (передача или прием) числа 0 и 1 представляются частотами, центрированными на частоте 1170 Гц, но смещенными на 100 Гц в обе стороны. Чередование этих частот должно дать сигнал, спектр которого лежит в левой затененной части рисунка 1.2. Подобным образом при приеме или передаче в противоположном направлении модем использует частоты, смещенные на 100 Гц от частоты 2125 Гц. Диапазон полученного в результате сигнала обозначен правой затененной областью рисунка 1.2. Отметим, что сигналы несколько перекрываются, поэтому между ними существует незначительная интерференция.

Рисунок 1.2 - Дуплексная передача по телефонной линии с использованием частотной манипуляции

Бинарная частотная манипуляция менее восприимчива к ошибкам, чем амплитудная манипуляция. В телефонных линиях она также используется при скоростях до 1200 бит/с. Схема амплитудной манипуляции применяется в высокочастотных (от 3 до 30 МГц) радиопередачах и в локальных сетях, использующих коаксиальный кабель, она может применяться даже на более высоких частотах.

Более эффективной, но и более подверженной ошибкам, является схема многочастотной манипуляции, в которой используются более двух частот. В этом случае каждая сигнальная посылка представляет более одного бита. Переданный сигнал многочастотной манипуляции (для одного периода передачи сигнальной посылки) можно определить следующим образом:

(1.1.4)

где fi = fc+(2i-1-M)×fd; fc - несущая частота; fd - разностная частота; М - число различных сигнальных посылок = 2L; L - число битов на одну сигнальную посылку.

Перейти на страницу: 1 2 3 4 5

Другое по теме:

Расчет волноводной фазированной антенной решетки с вращающейся поляризацией
Одной из наиболее быстро развивающихся областей радиоэлектроники является техника антенн и устройств СВЧ. Уровень ее развития во многом определяет состояние телекоммуникационных систем, радиолокации, навигации, ...

Исследование систем управления манипулятором MR-999Е
Зрительные возможности робота, как и людей, обеспечиваются сложным чувствительным механизмом, который позволяет гибко реагировать на изменения внешней среды. Использование технического зрения и других методов очувствления дик ...

©  www.techvarious.ru - 2018