19.Цифрлық манипуляция түрлері

дискретті модуляция (манипуляция) – гармоникалық тасушы тербелістің дис-креттік (цифрлық) модуляциялайтын сигналмен модуляциялау. Тасушының моду-ляцияланатын параметрлері секірмелі түрде ауысып отырады. Манипуляция проце-сін іске асыратын құрылғы манипулятор деп аталады.Түрлері:

- амплитудалық (АМн; ағылшын термин – amplitude shift keying, ASK),

- жиіліктік (ЖМн; ағылшын термин – frequency shift keying, FSK),

- фазалық (ФМн; ағылшын термин – phase shift keying, PSK),

- амплитуда-фазалық (АФМн; ағылшын термин – APK/PSK, немесе amplitude phase keying, APK).

АМн кезінде таымалданатын сигналдың әрбір мүмкін мәніне сәйкесінше гармоникалық тасушы тербелістің амплитудасы қойылады,ЖМн кезінде – жиілік, ФМн кезінде – фаза, ал АФМн кезінде –амплитуда мен бастапқы фазаның комбинациясы;

-қолданылатын кодаларға байланысты:

- көппозициялы немесе  -арлы (ағылшынша– m-ary),

- екілік (ағылшынша – binary).

Көппозициялы манипуляция модуляцияның бір жылдамдығында тасымалдау жылдамдығын көбейту үшін қолданылады.  - көппозициялы кодалың негізі – түрлі символдарының саны. Практикада көбінесе екінің нөлдік емес дәрежесі қолданылады:  , мұндағы  - екілік цифрлар саны (битов). Екілік манипуляция ( ,  ) көппозициялының жиі қайталанатын жағдайы болып табылады.

20.Амплитудалық модуляция

Екілік кодада біріншілік сигнал 0 және 1 кодалық символдарына сәйкес келетін мәндерді қабылдайды:

- (-U_mи, U_mи) –екіполярлы сигнал;

- (0, U_mи) –бірполярлы сигнал.

Екілік АМн-де (BASK) 1 символына гармоникалық тасушы тербелістің кесіндісі алынады, 0 символына – тербеліс жоқтығы (үзіліс), сондықтан АМн-ді пассивті үзілісті манипуляция деп атайды.

Модуляцияланатын сигнал ретінде меандрлыны аламыз –1010 қайталанатын екілік коданың тізбектілігін айқындайтын сигнал.

21.1- сурет – АМн және модуляцияланатын сигналдардың уақыттық диаграммалары

АМн-ді спектрі гармоникаға бай сигналды модуляция ретінде қарастыруға болады: меандрлы сигнал спектрі тақ гармоникалардың шексіз спектрінен тұрады. АМн сигналдың спектрі жиілігі тасушы жиілігімен тең құраушыдан және екі шектік жолақтардан тұрады.

21.2-сурет –модуляцияланатын және АМн сигналдардың спектрал диаграммалары.

Теориялық тұрғыдан АМн кезіндегі сигнал спектрі шексіз. Практикада шексіз спектр фильтрдің өткізу жолағымен шектеледі. АМн сигналдың спектрінің ендігін есентеу қатынастары:

,

Мұндағы -модуляция жылдамдығы, Бод – бірлік уақытта берілетін кода символдарының саны (1 с);

- символдық (тактовый) интервал –бір символды тасымалдауға арналған уақыт интервалы.

АМн сымсыз телеграфия үшін 20 ғасырдың басында ойлап табылды. Қазіргі таңда цифрлы байланыс жүйелерінде АМн қолданылмайды.

21.Амплитула-фазалы манипуляция

22.Жиіліктік манипуляция

Екілік ЖМн кезінде (BFSK) 1 символына жиілігі болатын гармоникалық тербеліс кесіндісі сәйкес келеді, ал 0 символына жиілігі , мұндағы - жиілік девиациясы – орташа тасымалдау мәніне салыстырмалы жиілік өзгерісі 1 (0). ЖМн кезінде пассивті үзіліс жоқ, сондықтан оны активті үзілісті манипуляция деп атайды.

ЖМн-нің екі жағдайы бар: фаза үзілуімен және үзілуінсіз (continuous-phase FSK – CPFSK).

Фаза үзілуі бар ЖМн-де әрбір өз жиілігіндегі екілік символдың тағайындалуы туынды болып табылады. Алынған сигнал фаза секірістерінен тұрады.

t

t

21.3-сурет –уақыттық сигналдар: фаза айырылуы бар ЖМн және модуляцияланатын.

Фаза айырылулары сигнал спектінің айқын емес болуына әкеледі. Бұл қабылдаудың бөгеуілге төзімділігін кемітеді және өзге байланыс жүйелеріне бөгеуіл келтіреді. Сондықтан жиілік таңдауда жиілікті сигналдан жиілікті сигналға ақырын ауысу керек:

және ,

мұндағы -симводық интервал ішіндегі период саны.

21.4-сурет – сигналдардың уақыттық диаграммалары:модуляцияланатын және фаза айырылуынсыз.

ЖМн сигнал екі бөлек АМН сигналдардың қосындысы ретінде алуға болады, біреуі тек бірліктерді айқындау және тасушы жиілігі үшін ғана қолданылады, ал екіншісі тек нөлдерді ғана.

21.5-сурет – ЖМн сигналдың спектрал диаграммасы.

Екілік ЖМн-ды сигнал спектрінің ендікгі келесідей табылады:

,

Мұндағы -жиілік тасымалы– және жиіліктері арасындағы қашықтық.

- жиілік девиациясы –1 (0) тасымалы кезіндегі орташа мәніне салыстырмалы жиілік өзгерісі.

ЖМн радиорелейлі және серіктік байланыс жүйелерінде қолданылады.