10 Характеристики сигналов с амплитудной манипуляцией.

Амплитудной манипуляцией (АМн) называется процесс изменения амплитуды несущего (высокочастотного, манипулируемого) колебания в соответствии с законом изменения амплитуды дискретного информационного (первичного электрического, манипулирующего) сигнала.

Структурную схему получения АМн сигнала можно представить как ключ, управляемый первичным сигналом  , на вход которого поступает несущий сигнал   (рис. 2.11). При этом первичный сигнал можно представить в виде отрезка ряда Фурье:

 – сигнал (рис. 2.12,а), а несущий сигнал   (рис. 2. 12,б).

Амплитудно-манипулированный сигнал имеет вид последовательности радиоимпульсов с прямоугольной огибающей (рис. 2. 12, в). Единичные элементы с длительностью интервалов  , соответствующих символам кодовой комбинации (1 и 0 или +1 и-1), преобразуются к виду [21, 39]:

,

(2.21)

где      – нормированная функция, повторяющая закон изменения   (рис. 2. 12, а) и принимающая значения  .

Ширина спектра АМн колебания:  ,

где      – номер учитываемой гармоники;

 – частота первой гармоники информационного сигнала.

В настоящее время двоичная амплитудная манипуляция используется в низкоскоростных системах передачи информации, в многоканальных системах связи с временным разделением, в радиолокационных системах, а также в ряде оптических систем.

9. Параметры манипулирующего сигнала при двоичной манипуляции.

Рассмотрим сигнал в виде последовательности импульсов цифровой информации, как это показано на рисунке 1.

Рисунок 1: Униполярный и биполярный цифровой сигнал

На верхнем графике показан униполярный цифровой сигнал, в котором информационном логическому нулю соответствует , а на нижнем графике биполярный цифровой сигнал , в котором котором информационном логическому нулю соответствует .

Подадим биполярный цифровой сигнал в качестве модулирующего сигнала на фазовый модулятор, как это показано на рисунке 2 с девиацией фазы равной рад.

Рисунок 2: Формирование BPSK сигнала на основе фазвого модулятора

Поскольку принимает только значения равные , то синфазная и квадратурная компоненты комплексной огибающей BPSK сигнала равны:

(1)

Тогда BPSK сигнал можно записать:

(2)

а структурную схему модулятора можно упростить, как это показано на рисунке 3.

Рисунок 3: Упрощенная структурная схема BPSK модулятора

Внимательный читатель заметит, что эта схема точь в точь совпадает с рассмотренной ранее схемой АМ с подавлением несущей (DSB), при модулирующем сигнале . Поясняющие графики формирователя BPSK показаны на рисунке 4.

Рисунок 4: Поясняющие графики BPSK модулятора

Информация передается со скоростью бит/c, длительность одного импульса цифровой информации равна . Исходный модулирующий сигнал умножается на несущее колебание ( на рисунке ) и получаем фазоманипулированный сигнал со скачком фазы на рад. Такой же скачок фазы мы наблюдали при формировании DSB сигнала. Таким образом BPSK модуляция – вырожденный тип фазовой манипуляции, который совпадает с балансной амплитудной модуляцией при биполярном цифровом модулирующем сигнале.