Осциллограммы, поясняющие врк

Сравнительный анализ аналого-импульсных методов модуляции.

Формирование канальных сигналов в МСП с ВРК осуществляется на основе модуляции одного из основных параметров ПППИ. В основном нашли применение три вида импульсной модуляции: АИМ, ШИМ, ФИМ и ЧИМ. При АИМ амплитуда ПППИ изменяется по закону первичного сигнала С(t), а длительность импульсов, частота их следования и положение относительно тактовых точек остаются постоянными. Ниже показаны временные диаграммы формирования АИМ канального сигнала.

К пояснению принципов амплитудно-импульсной модуляции

Как было показано, первичный сигнал С_i(t) модулирует амплитуду ПППИ f_i(t) в результате получается канальный амплитудно-модулированный сигнал S(t). При этом различают два вида амплитудно-импульсной модуляции (АИМ):

1. амплитудно-импульсная модуляция первого рода (АИМ-1), при которой мгновенное значение амплитуды импульсов зависит от мгновенного значения модулирующего сигнала, вершины импульсов повторяют исходный сигнал на длительности импульсов (рис. а);

2. амплитудно-импульсная модуляция второго рода (АИМ-2), при которой амплитуда импульсов остается постоянной на всей его длительности (рис. 5, б). При скважности ПППИ q > 10 различия между АИМ-1 и АИМ-2 практически исчезают и потому в дальнейшем не будем делать различия между этими видами амплитудно-импульсной модуляции.

Примечание. За счет использования АИМ-2 улучшаются энергетические характеристики.

См. приложенный файл, который поясняет отличия между АИМ-1 и АИМ-2 рода

Спектр АИМ сигнала S_аим(f) при модуляции сигналом C(t) со спектром, ограниченным нижней F_мин и верхней F_макс граничными частотами. Спектр содержит исходный модулирующий сигнал C(t), гармоники частоты дискретизации F_д, 2 F_д, …, с нижней (от F_д – F_макс до F_д – F_мин) и верхней (от F_д + F_мин до F_д + F_макс) полосами частот при F_д, с нижней (от 2F_д – F_макс до 2F_д – F_мин) и верхней (от 2F_д + F_мин до 2F_д + F_макс) при 2F_д и т.д. Таким образом, в спектре АИМ- сигнала S_аим(f) содержится исходный информационный сигнал C(t). Поэтому на приемной стороне из АИМ-сигнала можно выделить информационный с помощью фильтра нижних частот ФНЧ. Из-за не идеальности ФНЧ необходимо обеспечить полосу расфильтровки ΔFр более широкую, чем сам первичный сигнал.

Примечание. Спектры АИМ-1 и АИМ-2 различны. Верхние спектральные составляющие АИМ-2 как бы «заваливаются».

Рисунок - Спектр АИМ-сигнала

Из рис. следует, что F_макс + ΔF_р = F_д – F_макс или F_д = 2F_макс + ΔF_р, т.е. частота дискретизации F_д 2F_макс, что соответствует теореме Котельникова В.А. Знак равенства выполняется для полосы расфильтровки ΔF_р = 0, что возможно только при идеальном фильтре. Для каналов тональной частоты частота дискретизации выбирается равной F_д = 8 кГц, следовательно, при передаче по каналу телефонного сигнала с полосой частот ΔF = 0,3…3,4 кГц полоса расфильтровки составит ΔF_р = (8 – 6,8) кГц = 1,2 кГц.

Пример:

На практике в качестве частоты дискретизации выбирают F_{д = (2,15…2,4)}F_макс, тогда интервал дискретизации для КТЧ равен мкс.

Переходные влияния между каналами систем передачи с ВРК

При временном разделении, так же как и при ЧРК существуют взаимные помехи, в основном обусловленные двумя причинами.

Первая состоит в том, что линейные искажения, возникающие за счет ограниченности полосы частот и неидеальности амплитудно-частотной и фазо-частотной характеристик всякой физически осуществимой системы связи, нарушают импульсный характер сигналов. При временном разделении сигналов это приведет к тому, что импульсы одного канала будут накладываться на импульсы других каналов. Иначе говоря, между каналами возникают взаимные переходные помехи или межсимвольная интерференция (МСИ).

Рисунок – Принцип возникновения МСИ

Кроме того, взаимные помехи могут возникать за счет несовершенства синхронизации тактовых импульсов на передающей и приемной сторонах.

В силу того, что АИМ сигнал обладает низкой помехоустойчивость, поэтому временное разделение каналов на основе АИМ не получило практического применения, а широко используется в системах с импульсно-кодовой модуляцией.

В малоканальной аппаратуре вместо АИМ используется ШИМ ,ФИМ и ЧИМ.

В ШИМ и ФИМ время следования импульсов определяется по формуле .

Рисунок – Принцип формирования ШИМ и ФИМ

Примечание. Демодулировать ШИМ нельзя, т.к. полоса частот основного сигнала попадает (перекрывается) с полосой ШИМ.

Восстановление первичного сигнала при ШИМ (ФИМ) через преобразователь в АИМ.

Рисунок – Схема преобразователя ШИМ (ФИМ) сигналов в первичный

ГПН – генератор преобразования длительности в напряжение

Примечание. При ЧИМ демодуляции из ЧИМ->ШИМ->АИМ

См. приложенный файл, который поясняет различия во времяимпульсных и частотно-импульсных видах модуляции