7.9. Измерение параметров модуляции

Хотя спектральные характеристики наиболее полно описыва­ют сложные сигналы, в целом ряде практических случаев анализ спектра может быть заменен измерением более простых характе­ристик сигналов. Характерным примером является измерение пара­метров модулированных сигналов.

В общем случае сигнал, несущий в себе информацию, можно представить в виде

(7.12)

где амплитуда или фаза изменяются по закону передаваемого со­общения. Такой сигнал является модулированным. В зависимости от того, какой из параметров изменяется — амплитуда U_m(t) или угол ,— различают амплитудную и угловую модуляции. Раз­новидностью амплитудной модуляции является импульсная модуляция (при передаче дискретных сообщений), а угловая моду­ляция подразделяется на частотную и фазовую.

Для модулированных сигналов всех видов важно знать глубину (степень) модуляции по отношению к максимально возможной модуляции, принимаемой за 100 %. Оценка глубины модуляции производится с помощью специальных параметров. Ограничимся рассмотрением параметров амплитудно-модулированных (AM) и частотно-модулированных (ЧМ) сигналов, так как измерение пара­метров импульсно-модулированных сигналов уже рассмотрено в § 7.6 и 7.7, а различие между частотной и фазовой модуляциями проявляется лишь в характере изменения при одной и той же модулирующей функции.

7.9.1. Измерение коэффициента амплитудной модуляции

AM сигнал при модулирующей функции в виде произвольного периодическо­го напряжения может быть представлен, согласно (7.12) и (7.7), как

(7.13)

где — частота первой гармоники модулирующего колебания.

Выражение (7.13) и его графическая интерпретация (рис. 7.39) показывают, что параметром, количественно характеризующим глубину AM, может являться коэффициент амплитудной модуляции (КАМ), численно равный

где —амплитуда n-й гармоники модулирующего колебания.

В еличину М_п принято называть парциальным КАМ, причем в практических случаях наибольший интерес представляет значение КАМ по

Рис. 7.39. Графическое изображение AM сигнала.

первой гармонике Помимо , ГОСТ 16465-70 и ГОСТ 10086-77 регламентируют следующие значения КАМ:

среднее значение, численно равное (рис. 7.39)

пиковые значения, определяемые (рис. 7.39) как

и измеряемые раздельно «вверх» (+) и «вниз» (-). В общем случае

а при синусоидальной АМ

Измерители КАМ, называемые также модулометрами, подразделяются, со­гласно ГОСТ 10086—77, на модулометры, измеряющие М_ср, и модулометры, из­меряющие и

Измерение среднего значения кам

Значение М_ср наиболее просто и достаточно точно может быть измерено с помощью осциллографа. Техника осциллографических измерений (см. § 7.6) позволяет предложить две конкретные мето­дики измерения М_ср: подачу U_x(t) на вход Y в режиме автоколеба­тельной развертки и прямое измерение U_max и (U_min (рис. 7.39); измерение по методу трапеции, когда на вход Y подается U_x(t), а

Рис. 7.40. Осциллограмма AM си­гнала при измерении КАМ по мето­ду трапеции.

на вход X — модулирующее напряжение (или продетектированный AM сигнал). В этом случае на экране ЭЛТ наблюдается интерфе­ренционная фигура в виде трапеции (рис. 7.40). Измеряя, как и ра­нее, U_max и U_min , определяем значение M_cр. Эта методика предпочти­тельнее, так как U_max и U_min измеряются более точно. Суммарная погрешность измерения М_ср составляет ± (5...10) %.