ЭРТ Лекции 1 -2 Радиоканал Модуляция Радиоканал

ЭРТ, Лекции 1 -2: Радиоканал. Модуляция • Радиоканал • Амплитудная модуляция и её разновидности. • Угловая модуляция. Частотная модуляция. • Импульсная модуляция (АИМ, ШИМ, ИКМ).

Радиоте хника • • – наука, изучающая электромагнитные колебания и волны радиодиапазона, методы генерации, усиления, преобразования, излучения и приёма, а также применение их для передачи информации, – часть электротехники, включающая в себя технику радиопередачи и радиоприёма, обработку сигналов, проектирование и изготовление радиоаппаратуры. Радиотехника включает следующие разделы: • • • Радиопередающие устройства; Радиоприёмные устройства; Радиолокация; Радионавигация; Радиоастрономия; Телевидение; Мультимедийные и связные системы; Системы радиоуправления; Системы радиоэлектронной борьбы.

ПРИНЦИП РАДИОСВЯЗИ Среда

ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ЧАСТОТЫ В РАДИОКАНАЛЕ

БЛОК-СХЕМА РАДИОКАНАЛА

СИГНАЛЫ : СИНУСОИДАЛЬНОЙ ФОРМЫ НЕСИНУСОИДАЛЬНОЙ ФОРМЫ

СИГНАЛЫ : ИМПУЛЬСНЫЕ

СИГНАЛЫ : СЛУЧАЙНЫЙ РАДИОСИГНАЛ U ВИДЕОСИГНАЛ 0 t

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ПЕРИОДИЧЕСКОГО СИГНАЛА В ВИДЕ СУММЫ ГАРМОНИК (ТЕОРЕМА ФУРЬЕ)

ПРИМЕР:

АМПЛИТУДНАЯ МОДУЛЯЦИЯ 1 U АМ = Umo (1 + m sin Ω t) sin (ω t + φ), где: Umo и ω – амплитуда и частота исходного колебания, Ω – частота модуляции, • • m – глубина модуляции, равная ΔUm /Um 0 , Ω – ω+Ω – (ω–Ω)=2 Ω – полоса частот, необходимая для АМ.

Амплитудная модуляция 2 a - несущее (немодулированное) колебание; б - гармоническое модулирующее колебание; в - амплитудномодулированное колебание; г - перемодулированное колебание;

Спектральный состав электрических колебаний при однополосной модуляции ωн + (Ωн ÷ Ωв) и ωн — (Ωн ÷ Ωв) : U — напряжение колебаний; Ωн — нижняя частота модулирующего сигнала; Ωв — верхняя частота модулирующего сигнала; ωн — частота несущего колебания. (Подавленные колебания закрыты)

Спектральный состав электрических колебаний при балансной модуляции U — напряжение колебаний; Ωн — нижняя частота модулирующего сигнала; Ωв — верхняя частота модулирующего сигнала; ωн — частота несущего колебания.

Угловая, фазовая и частотная модуляция • • . где Δω – девиация частоты - индекс однотональной ЧМ.

Разложение ЧМ-сигнала по функциям Бесселя u. ЧМ =

Спектральное разложение ЧМ-сигнала

Функции Бесселя первого рода нулевого и первого порядка

Зависимость функций Бесселя от их аргумента

Амплитудно-частотный спектр ЧМ-сигнала

Выводы: 1. Спектр ЧМ-сигнала содержит ∞ множество составляющих; если их амплитуда менее 0, 1 J 0, то ими пренебрегают. 2. Если индекс модуляции М << 1, можно пренебречь всеми составляющими, кроме ω - Ω и ω + Ω. 3. Если М >>1, то ширина спектра колебаний равна удвоенной девиации частоты 2Δω. 4. При ЧМ-модуляции лучше используется мощность передатчика. 5. Ширина спектра колебаний при больших индексах модуляции гораздо шире, чем при АМ-модуляции.

Модуляция сунусоидальной несущей прямоугольными импульсами а — немодулированное колебание; б — модулирующий сигнал; в — амплитудно-модулированное колебание; г — частотномодулированное колебание; д — фазово-модулированное колебание.

Различные виды импульсной модуляции • а - немодулированная последовательность импульсов; • б - модулирующий (информационный) сигнал; • в - амплитудно-импульсная модуляция; • г- широтно-импульсная модуляция; • д - частотно-импульсная модуляция; • е - фазово-импульсная модуляция.

Импульсная модуляция (тест) ?

ДИСКРЕТИЗАЦИЯ И КВАНТОВАНИЕ А - исходная функция, Б - квантование, В – дискретизация, Г - дискретизация с квантованием

Теорема Котельникова Если функция х(t) имеет спектр, ограниченный верхней частотой FВ [Гц ], то х(t) полностью определяется последовательностью своих значений (отсчётов) в моменты времени, отстоящие друг от друга на период [c ] Увеличение частоты дискретизации сверх указанного значения допустимо и приводит к незначительному повышению точности восстановления телефонного сигнала .

Формирование цифрового сигнала в ИКМ U Δt t