6.11 Дискретные виды модуляции (дам, дчм, дфм)

Дискретные виды модуляции (ДАМ, ДЧМ, ДФМ): определение, временные функции, временные диаграммы, ширина спектра.

ВЧ сигнал с ДАМ (рисунок 6.23,б) при передаче некоррелированных положительных и отрицательных посылок с равной вероятностью и при длительности модулирующего цифрового сообщения τ = Т (рисунок 6.23,а), имеет энергетический спектр, показанный на рисунке 6.23,а, на котором В = 1/Т – скорость манипуляции в бодах. Этот спектр характеризуется наличием дискретной составляющей (дельта-функция на рисунке 6.24,а) с частотой равной частоте несущей fс, и с мощностью пропорциональной (среднее значение амплитуды напряжения ВЧ сигнала равно Uс/2). Других дискретных составляющих в спектре нет (предполагается, что корреляция между передаваемыми символами равна нулю).

Рисунок 6.23 – Виды манипуляции напряжения несущей частоты дискретными цифровыми сообщениями

Рисунок 6.24– Огибающие энергетических спектров манипулированных сигналов

Если вычесть из сигнала с ДАМ (рисунок 6.23, б) с амплитудой Uc напряжение несущей частоты с амплитудой Uc/2, то получим ВЧ сигнал, аналогичный показанному на рисунке 6.23, г, но с амплитудой U0/2, что соответствует сигналу с ДФМ. Полученный таким образом ВЧ сигнал с ДФМ имеет спектр, равный непрерывной части спектра рисунок 6.24,а. Увеличение в 2 раза амплитуды полученного ВЧ сигнала до значения Uc, показанного на рисунке 6.23, г, приводит к увеличению его мощности, а следовательно и плотности его энергетического спектра в 4 раза (рисунок 6.24,в). Сравнение рисунков 6.24,а и 6.24, в показывает, что при ДФМ вся мощность передатчика распределена по непрерывной части спектра, которая содержит полезную информацию и не расходуется на излучение несущей. Этим в основном и объясняется значительно большая помехоустойчивость сигналов с ДФМ, чем сигналов с ДАМ.

Сигнал с ДЧМ (рисунок 6.23,в) можно рассматривать как сумму двух ВЧ сигналов с ДАМ, но имеющих разные несущие частоты f1 и f2. поэтому спектр сигнала с ДЧМ (рисунок 6.24,б) является суммой двух спектров, аналогичных показанному на рисунке 6.24,а. Спектр сигнала с ДЧМ, очевидно, шире спектров сигналов с ДАМ или с ДФМ на величину размаха девиации частоты .

Теоретически для оптимального приема сигналов с ДАМ или ДФМ полоса пропускания приемника должна равняться минимально допустимому значению П0 = 1/Т = В (рисунок 6.24,а и в). При ДЧМ она должна быть шире на величину ∆fр (рисунок 6.24,б). Однако при когерентном детектировании ВЧ сигналов с ДФМ рекомендуется выбирать несколько большую полосу пропускания приемника

, (6.15)

Во избежание срывов синхронизации генератора опорного напряжения (ГОН). Если на вход приёмника поступают достаточно длинные регулярные последовательности знакопеременных посылок, то спектр таких сигналов дискретен и состоит только из боковых частот, равных fc±(2n–1)B/2, где порядковый номер компоненты n > 0.

Задача:

Изобразить качественно спектральные диаграммы этих сигналов для скважности модулирующей последовательности прямоугольных импульсов 4, обозначив все частоты спектра.

На рисунке временная диаграмма. Спектральная как рисунок 6.24.