Модуляция импульсных носителей. Основные виды импульсной модуляции.

Для периодической последовательности импульсов (импульсного носителя) спектр является дискретным, и все расчетные соотношения для такого сигнала приведены в п. 2.3. Временные диаграммы для основных видов импульсной модуляции приведены на рис. 3.8.

Рис. З.8. Основные виды импульсной модуляции

Амплитуды спектральных составляющих периодической последовательности определяются в соответствии с формулой (2.21):

где E — амплитуда импульса; τ_u — длительность импульса;— частота первой гармоники (частота следования импульсов), T — период повторения.

Расстояние между спектральными составляющими (рис. 2.7) равно частоте следования импульсов ω₁. Отсюда следует, что изменение периода T следования импульсов приводит к изменению плотности дискретных составляющих, а изменение скважностипри неизменном периоде (т. е. изменение) вызывает сужение или расширение огибающей с сохранением ее формы, оставляя неизменным расстояние между линиями дискретного спектра.

Следует отметить, что периодической последовательности импульсов в чистом виде в природе не существует, поскольку любая последовательность имеет начало и конец. Степень приближения зависит от числа импульсов в последовательности. Поэтому для строгого описания импульсного носителя последний должен рассматриваться как одиночный им пульс, представляющий собой пакет элементарных импульсов определенной формы. Такой сигнал имеет непрерывный спектр. Однако по мере накопления числа импульсов в последовательности ее спектр дробится и деформируется таким образом, что все более приближается к решетчатому. Составляющие на частотах дискретного спектра сужаются и быстро растут, остальные составляющие подавляются.

Покажем, как меняется спектр при амплитудно-импульсной модуляции (АИМ) При любой форме импульсов импульсный носитель описывается рядом Фурье:

При АИМ изменение амплитуды происходит по закону:

При этом разложение модулированного носителя полу чает вид:

В простейшем случае, когда модулирующая функция содержит гармоническую составляющую:

или, что то же самое:

получаем:

Отсюда видно, что кроме основных линий, содержащихся в спектре носителя (первое слагаемое), имеются дополнительные линии меньших размеров, расположенные на частотах kω_i±Ω, т. е. по обе стороны от основных на расстоянии ±Ω (рис. 3.9).

Рис. 3.9. Спектр АИМ сигнала

При более сложной модулирующей функции по обе стороны от каждой основной линии располагается полоса дополнительных составляющих, которая определяется полосой частот модулирующей функции.

При время-импульсной и частотно-импульсной модуляции, даже при элементарной модулирующей функции с одной гармоникой, вокруг каждой линии спектра носителя располагается бесконечно большое число дополнительных гармоник, которые, однако, быстро убывают.

Из сказанного следует важный вывод: несмотря на то, что характер спектра при модуляции носителя изменяется, его ширина практически остается такой же, как и для отдельного импульса. Она определяется главным образом шириной этого импульса и может быть оценена на основании (2.75) следующим образом:

Эта величина берется за основу при определении полосы пропускания системы передачи информации с импульсным носителем.

Друзья! Приглашаем вас к обсуждению. Если у вас есть своё мнение, напишите нам в комментарии.