Міністерство освіти і науки України
Національний технічний університет "ХПІ"
Кафедра "Обчислювальна техніка та програмування"
Реферат
По курсу "Теорія інформації та кодування"
Тема:
Модуляція і демодуляція
Харків
Зміст
1. Типи модуляції
2. Гармонійна модуляція
3. Імпульсна модуляція
4. Широтно-імпульсна модуляція
5. Дискретна модуляція
Список літератури
1. Типи модуляції
Одним з етапів перетворення повідомлення в сигнал для його передачі в канал зв'язку є модуляція.
Модуляція - зміна якого параметра переносника сигналу відповідно до функцією отображающей повідомлення.
Несучим сигналом може бути: постійний струм - дротова телеграфія; змінний струм низької або високої частоти - телефонія, тональна телеграфія, телефакс, телемеханіка; високочастотні імпульси - радіорелейна зв'язок.
модульованим параметри називаються інформативними, і в Як них можуть використовуватися: амплітуда; фаза; частота та ін
Використовуються наступні типи модуляції: гармонійна; імпульсна; дискретна та їх різновиди.
Демодуляція - відділення корисного (модулюючого) сигналу від несучої. Модуляція і демодуляція здійснюється за допомогою пристроїв, званих модулятором і демодулятором.
Модем - пристрій, що перетворює код в сигнал (модулятор) і сигнал в код (демодулятор), використовуване для передачі даних по каналах зв'язку. Маніпуляція - модуляція, при якій модульований параметр може приймати фіксоване число - m дискретних значень.
2. Гармонійна модуляція
При гармонійної модуляції в якості несучої використовується сигнал:
. (1)
Вона найчастіше використовується при передачі двійкових кодів і називається маніпуляцією. Використовуються різні види гармонійної модуляції (див. рис.1).
Амплітудна модуляція (АМ) - при цьому посилка передається при "1" і відсутня при "0"
(2)
Де w 0 - частота несучої. Частотна модуляція (ЧС) - при цьому частота посилки при "1" і при "0" (Наприклад: 100 Гц і 1кГц).
(3)
Де w 1 - частота маніпуляції.
Фазова модуляція (ФМ) - при цьому фаза змінюється на 180 градусів при зміні з "0" на "1" і з "1" на "0".
(4)
Рис.1. Види гармонійної модуляції
Порівняння видів модуляції. Різні типи модуляції відрізняються: по необхідної потужності для організації передачі; по необхідній смузі частот або ширині спектра; по перешкодозахищеності; по економічності і простоті реалізації.
Крім перелічених видів гармонійної маніпуляції існує багато різновидів або похідних методів. Наприклад, метод відносної фазової модуляції (ОФМ), який відрізняється високою перешкодозахищеністю. Цей вид модуляції широко використовується в модемах.
3. Імпульсна модуляція
При імпульсної модуляції в якості несучої використовується сигнал:
( 5)
Використовуються різні види імпульсної модуляції (див. рис.2).
Код
АІМ
ШІМ
ЧІМ
ФІМ
Рис.2. Види імпульсної модуляції
Повідомлення при використанні імпульсної модуляції може бути представлено у вигляді двійкового коду.
Переносник - послідовність імпульсів певної амплітуди, тривалості, частоти проходження і фази ( A, t і , T і , ...).
Амплітудно-імпульсна модуляція (АІМ) - в Залежно від посилки "0" або "1" змінюється амплітуда переданих імпульсів.
Широтно-імпульсна модуляція (ШІМ, ДІМ) - в Залежно від посилки "0" або "1" змінюється тривалість переданих імпульсів.
Фазоімпульсная модуляція (ФІМ) - в Залежно від посилки "0" або "1" змінюється фаза переданих імпульсів.
Частотно імпульсна модуляція (ЧІМ) - в Залежно від посилки "0" або "1" змінюється період проходження імпульсів.
4. Широтно-імпульсна модуляція
Широтно-імпульсна модуляція - наближення бажаного сигналу (Багаторівневого або безперервного) до дійсних бінарним сигналам (з двома рівнями), так, що, в середньому, за деякий відрізок часу, їх значення рівні. Формально, це можна записати так:
,
де x ( t ) - бажаний вхідний сигнал в межі від t1 до t2 , а О” T i - тривалість i - Го ШІМ імпульсу, кожного з амплітудою A . О” T i підбирається таким чином, що сумарні площі (енергії) обох величин приблизно рівні за досить тривалий проміжок часу, рівні також і середні значення величин за період:
.
Керованими "рівнями", як правило, є параметри харчування силової установки, наприклад, напруга імпульсних перетворювачів регуляторів постійної напруги/або швидкість електродвигуна. Для імпульсних джерел x ( t ) = U const стабілізації.
ШИП - широтно-імпульсний перетворювач, що генерує ШІМ-сигнал по заданому значенню керуючого напруги. Основна перевага ШІМ - високий ККД його підсилювачів потужності, який досягається за рахунок використання їх виключно в ключовому режимі. Це значно зменшує виділення потужності на силовому перетворювачі (СП).
При широтно-імпульсної модуляції в якості несучого коливання використовується періодична послідовність прямокутних імпульсів, а інформаційним параметром, пов'язаним з дискретним модулюючим сигналом, є тривалість цих імпульсів. Періодична послідовність прямокутних імпульсів однакової тривалості має постійну складову, назад пропорційну шпаруватості імпульсів, тобто прямо пропорційну їх тривалості. Пропустивши імпульси через ФНЧ із частотою зрізу, значно меншою, ніж частота проходження імпульсів, цю постійну складову можна легко виділити, отримавши постійна напруга. Якщо тривалість імпульсів буде різної, ФНЧ виділить повільно змінне напруга, що відстежує закон зміни тривалості імпульсів. Таким чином, за допомогою ШИМ можна створити нескладний ЦАП: значення отсчетов сигналу кодуються тривалістю імпульсів, а ФНЧ перетворює імпульсну послідовність у плавно змінюваний сигнал.
ШІМ використовує транзистори (можуть бути і інші елементи) не в активному (правильніше буде сказати - лінійному), а в ключовому режимі, тобто транзистор весь час або розімкнений (вимкнений), або замкнутий (знаходиться в стані насичення). У першому випадку транзистор має нескінченну опір, тому струм в ланцюзі не тече, і, хоча всі напруга живлення падає на транзисторі, тобто ККД = 0%, в абсолютному вираженні ...
