Перетворення сигналу

Електричні сигнали, що підлягають передачі в системах телемеханіки, в більшості випадків лежать в низькочастотній частині спектру в діапазоні від нуля до декількох десятків герц. Безпосередня передача цих сигналів між ПУ і КП іноді використовується в так званих системах інтенсивності, але дальність дії подібних систем обмежена і рідко перевищує декілька десятків метрів, оскільки низькочастотні сигнали найсильніше схильні до дії перешкод при передачі їх на дальні відстані.

Смуга пропускання низькочастотних - повітряних ліній зв'язку починається від (0,3—1,0 кГц). Тому для того, щоб погоджувати низькочастотний сигнал з високочастотною лінією зв'язку, здійснюють перенесення спектру сигналу у високочастотну область. Для цього низькочастотному сигналу ставлять в однозначну відповідність один з параметрів високочастотного коливання, названого несучим. Таке перетворення спектру називають модуляцією, а пристрій, що здійснює модуляцію – модулятором. Можливі такі методи модуляції: безперервні, імпульсні і цифрові.

Безперервні методи модуляції

При безперервних методах в якості несучого використовують безперервне гармонійне коливання, що виробляється високочастотним генератором несучої частоти. Залежно від того, який саме параметр несучого коливання змінюється відповідно до зміни низькочастотного сигналу, розрізняють амплітудну (AM), частотну (ЧМ) і фазову (ФМ) модуляції.

При амплітудній модуляції незалежно від форми сигналу (x(t)) в результаті модуляції відбувається перенесення його спектру з низькочастотної області у високочастотну. Частота високочастотного коливання вибирається залежно від вигляду і смуги пропускання лінії зв'язку. Саме по собі це коливання інформації не несе, тому при прийомі здійснюють зворотне перетворення, виділяючи початковий низькочастотний сигнал. Таке перетворення називається демодуляцією, а відповідний пристрій - демодулятором.

При частотному і фазовому методах модуляції потрібна ширша смуга пропускання лінії зв'язку, ніж при амплітудному, але вони є більш стійкими до перешкод.

Для того, щоб забезпечити двосторонню передачу сигналів, на кожному кінці лінії зв'язку повинен бути і модулятор, і демодулятор. У сукупності такий пристрій називають модем. У системах передачі даних модем є основною частиною пристрою перетворення сигналів.

Імпульсні методи модуляції. При імпульсних методах несучим коливанням є періодична послідовність прямокутних імпульсів. Модулятор відповідно до зміни низькочастотного сигналу змінює будь-який параметр цієї послідовності: амплітуду імпульсів (амплітудно-імпульсна модуляція - АІМ), їх частоту (частотно-імпульсна модуляція - ЧІМ), тривалість (широтно-імпульсна модуляція - ШІМ), момент появи (фазо-імпульсна модуляція, ФІМ) і інші.

Принципова відмінність імпульсних методів модуляції від безперервних полягає у тому, що з їх допомогою можна передати значення сигналу лише в окремі моменти часу - моменти передачі чергових імпульсів.

Отже, безперервні сигнали (наприклад, телеметричні сигнали) при імпульсній модуляції слід піддати квантуванню за часом згідно теоремі Котельникова. Для демодуляції необхідно вимірювати той параметр імпульсів, який несе інформацію (амплітуду, тривалість, частоту і т. д.).