4. Амплітудна модуляція

   0. Амплітудна модуляція гармонійних коливань

Амплітудно-модульований (АМ) сигнал в загальному випадку визначається виразом

,

де: s(t) – інформаційний сигнал (що модулює), p(t) – сигнал-переносник, m – коефіцієнт модуляції.

Оскільки, в найпростішому випадку, спектри обох сигналів є поодинокими гармоніками, то спектри сигналів при такій модуляції мають вигляд, наданий на рис. 6 і, як відомо, утворюються перенесенням спектру інформаційного сигналу в область частоти сигналу-переносника.

6. Спектр гармонійного сигналу з гармонійною ам модуляцією

0. Дискретна модуляція. Багаторівнева амплітудна маніпуляція

Перш ніж розглядати власне методи модуляції в системах зв’язку, розглянемо основні способи представлення сигналів, прийняті для опису методів модуляції.

Надалі врахуємо те, що найбільш застосовним в сучасних інформаційно – телекомунікаційних системах є передача чи зберігання дискретної (цифрової) інформації. При цьому інформаційний параметр може приймати обмежену кількість значень, а така модуляція має назву дискретної. Якщо значення параметра закодовані і передаються в цифровій формі, то відповідні види модуляції носять назву цифрової модуляції. До дискретних видів модуляції відносяться, наприклад, амплітудна, частотна і фазова маніпуляції.

На рис. 7 показані приклади АМ, ЧМ і ФМ для випадку, коли гармоніка модулюється послідовністю імпульсів (нагадаємо, такий різновид модуляції називають маніпуляцією), коли сигнал є бінарним, тобто може приймати значення “0” чи “1”.

7. Приклади ам, чм і фм, коли модулюючим сигналом є послідовність імпульсів

Як відомо, дискретні сигнали можуть бути бінарними або багаторівневими (багатопозиційними) (рис. 8).

8. Види дискретних сигналів (бінарні та багатопозиційні)

Передача багаторівневих сигналів здійснюється послідовністю бінарних сигналів із різними амплітудами (рис. 9).

9. Формування багаторівневого сигналу (Еп₁= Еп₅ =0 – рівні першого та п’ятого повідомлень, Еп₂, Еп₃, Еп₄ – рівні 2, 3 та 4 – го повідомлень, Еп₄ = – рівень четвертого повідомлення)

Частотні характеристики спектрів цих сигналів однакові і, як відомо, утворюються перенесенням спектру інформаційного сигналу в область частоти сигналу-переносника. Обгинаюча спектру інформаційного сигналу є функцією типу , в наслідок чого мають вигляд, наданий на рис. 10.

10. Спектр при амплітудній маніпуляції

Швидкість передачі двійкових символів у вигляді радіоімпульсів (як і при передачі відеоімпульсів така швидкість має назву швидкості посимвольної передачі) визначається як і, при прагненні досягти максимального її значення при Т → τ, приймає значення .

Отже, при амплітудній маніпуляції при передачі дворівневих сигналів (кількість рівнів амплітудної модуляції m = 2, коли при передачі “1” сигнал приймає одно з двох значень – , а інакше ), швидкість передачі інформації V дорівнює швидкості посимвольної передачі, яка необхідна для передачі однорівневого АМ радіосигналу, що чисельно дорівнює смузі частот П_АМ:

. (2)

В цих виразах враховано, що і, відповідно, , де: , – основна частота сигналу, якою модульовано відеосигнал.

Зрозуміло, що при передачі багаторівневих сигналів (кількість рівнів амплітудної модуляції m > 2), наприклад, при передачі одного із сигналів із рівнем (див. рис. 9), де – найменший рівень сигналу, відмінного від “0”, сигнал приймає одне з m значень. Кількість розрядів, яка потрібна для представлення цих m значень, враховуючи рівень “0”, дорівнює , отже, за рахунок того, що при передачі одного символу передається розрядів, швидкість передачі інформації зростає від до:

. (3)

Звернемо увагу на те, що цей вираз є справедливим і при використанні однорівневих сигналів. Дійсно, в цьому випадку (m = 2), вираз (3) набуває вигляду:

,

що збігається із виразом (2).