Модуляция и кодирование

В том случае, когда параметр модуляции является цифровой величиной ‑ кодом, модуляцию следует рассматривать как образование из чистых носителей физических эквивалентов знаков, пригодных для передачи на расстояние и дальнейшей обработки.

Кодоимпульсная модуляция сочетает любой вид импульсной модуляции с кодированием по какой-либо системе. Предельным является случай, когда цифровой сигнал вырождается в аналоговый, при этом любое значение измеряемой величины без квантования передается соразмерным значением амплитуды, частоты, фазы или деятельности. При кодировании по единичной системе (в СИМ) параметр модуляции имеет только одно значение, легко отличимое от состояния отсутствия сигнала. В общем случае количество используемых значений параметра модуляции должно быть равно основанию кода модуляции.

Все импульсные сигналы могут иметь высокочастотное заполнение –сигнал несущей частоты. Двойные обозначения АИМ-ЧМ, КИМ-ЧМ и т.д. говорят о том, что второй вид модуляции ЧМ относится к сигналам несущей частоты (рис. 4.2).

Рис. 4.1

Кодирование
Модуляции	Бесконечная система	Десятичная система	Двоичная система
Амплитудная
Прямая (ПМ) и амплитудно-импульсная (АИМ)
Фазовая (ФМ)
Фазоимпульсная (ФИМ)
Частотная (ЧМ)
Частотно-импульсная (ЧИМ)
Широтно-импульсная (ШИМ)

Рис. 4.2

Спектры сигналов Амплитудная модуляция

АМ – сигнал в общем виде описывается выражением:

.

Если представлено одним низкочастотным синусоидальным колебанием частоты , то

,

получаем

.

Этим выявляются частотные составляющие , , (рис. 4.3, а).

Рис. 4.3

Частотная и фазовая модуляция

Выражение для сигнала при произвольном изменении полной фазы можно записать в виде

.

Пусть модулирующая функция

.

Тогда угловая частота процесса должна изменяться по закону

.

Подставляя в выражение для , получим

.

Максимальное отклонение от называется девиацией частоты, а отношение ‑ индексом модуляции. Используя последнее, перепишем:

.

При фазовой модуляции

фаза носителя определяется по закону

.

Следовательно, сигнал описывается выражением

.

Таким образом, индекс модуляции при ФМ равен девиации фазы:

,

соответственно девиация частоты: .

Полученное выше выражение для сигнала приобретает теперь вид

.

Рассмотрим графики и для случаев ЧМ (рис. 4.4, а) и ФМ (рис. 4.4, б). Амплитуда информационной функции предполагается известной ( ), поэтому при ЧМ и при ФМ представлены горизонтальными линиями (они не зависят от частоты ).

Рис. 4.4

Спектры одиночных импульсов

Для прямоугольного импульса (рис. 4.5, а) имеем

.

Модуль этой функции

.

Характер спектров для других часто встречающихся форм импульсов ‑ треугольного, косинусоидального, экспоненциального, колокольного и скачкообразного ‑ изображен на рис. 4.5, б, в, г, д.