Ім'я файлу: Реферат модуляция.docx
Розширення: docx
Розмір: 791кб.
Дата: 30.05.2021
скачати
Пов'язані файли:
Реферат Радиосвязь и телевидение .docx
Реферат Сотовая связь.docx

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
Національний аерокосмічний університет ім. М. Є. Жуковського

«Харківський авіаційний інститут»
Факультет радіоелектроніки, комп’ютерних систем та інфокомунікацій
Кафедра радіоелектронних і біомедичних комп'ютеризованих засобів і технологій

Реферат

із інструментальних засобів інфокомунікаційних технологій

(назва дисципліни)
на тему «Модуляція»


Виконала: студентка 4 курсу групи №544

напряму підготовки (спеціальності)

_163 – Біомедична інженерія_______

(шифр і назва напряму підготовки (спеціальності))

______Піщанська Я.А._______________

(прізвище й ініціали студента)

Прийняв: ___Олійник В.М.________

_______________________________

(посада, науковий ступінь, прізвище й ініціали)
Оцінка: __________

Харків – 2020

ВВЕДЕНИЕ
В данной работе рассматривается модуляция и ее разновидности. Также будет описано, что такое модуляция, что можно с её помощью делать. Цель работы понять, что такое модуляция, разобрать все её свойства, особенности и все существующие виды.

1 СОДЕРЖАТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ

1.1 Понятие модуляции
Модуляция – изменение информативных параметров некоторых первичных физических процессов (сигналов), рассматриваемых как носители информации, в соответствии с передаваемой (включаемой и сигнал) информацией. Виды модуляции связаны с типом сигнала-носителя.

Процесс преобразования первичного сигнала заключается в изменении одного или нескольких параметров несущего колебания по закону изменения первичного сигнала (то есть в наделении несущего колебания признаками первичного сигнала) и называется модуляцией.

Перенос сигнала из одной точки пространства в другую осуществляет система электросвязи. Электрический сигнал является, по сути, формой представления сообщения для передачи его системой электросвязи.

Обычно в качестве переносчика используют гармоническое колебание высокой частоты – несущее колебание. Гармоническое колебание, выбранное в качестве несущего, полностью характеризуется тремя параметрами: амплитудой, частотой и начальной фазой. Модуляцию можно осуществить изменением, любого из трёх параметров по закону передаваемого сигнала. Источник сообщения формирует сообщение а(t), которое с помощью специальных устройств преобразуется в электрический сигнал s(t). При передаче речи такое преобразование выполняет микрофон, при передаче изображения – электронно-лучевая трубка, при передаче телеграммы – передающая часть телеграфного аппарата.

Чтобы передать сигнал в системе электросвязи, нужно воспользоваться каким-либо переносчиком. В качестве переносчика естественно использовать те материальные объекты, которые имеют свойство перемещаться в пространстве, например, электромагнитное поле в проводах (проводная связь), в открытом пространстве (радиосвязь), световой луч (оптическая связь).

Таким образом, в пункте передачи первичный сигнал s(t) необходимо преобразовать в сигнал v(t), удобный для его передачи по соответствующей среде распространения. В пункте приёма выполняется обратное преобразование. В отдельных случаях (например, когда средой распространения является пара физических проводов, как в городской телефонной связи) указанное преобразование сигнала может отсутствовать.

Доставленный в пункт приёма сигнал должен быть снова преобразован в сообщение (например, с помощью телефона или громкоговорителя при передаче речи, электронно-лучевой трубки при передаче изображения, приёмной части телефонного аппарата при передаче телеграммы) и затем передан получателю.

Передача информации всегда сопровождается неизбежным действием помех и искажений. Это приводит к тому, что сигнал на выходе системы электросвязи s(t)и принятое сообщение a(t) могут в какой-то мере отличаться от сигнала на входе s(t)и переданного сообщения а(t). Степень соответствия принятого сообщения переданному называют верностью передачи.

Для различных сообщений качество их передачи оценивается по-разному. Принятое телефонное сообщение должно быть достаточно разборчивым, абонент должен быть узнаваемым. Для телевизионного сообщения существует стандарт (хорошо известная всем телезрителям таблица на экране телевизора), по которому оценивается качество принятого изображения.

Количественной оценкой верности передачи дискретных сообщений служит отношение числа ошибочно принятых элементов сообщения к числу переданных элементов – частота ошибок (или коэффициент ошибок).

Спектр модулированной несущей или угловой модуляции даже при гармоническом первичном сигнале s(t) состоит из бесконечного числа дискретных составляющих, образующих нижнюю и верхнюю боковые полосы спектра, симметричные относительно несущей частоты и имеющие одинаковые амплитуды. Иногда отдельно рассматривают модуляцию гармонического несущего колебания по амплитуде, частоте или фазе дискретными первичными сигналами s(t), например, телеграфными или передачи данных.

Модуляцию гармонического несущего колебания первичным сигналом s(t) называют непрерывной, так как в качестве переносчика выбран непрерывный периодический сигнал v0(t).

Сравнение различных видов непрерывной модуляции позволяет выявить их особенности. При амплитудной модуляции ширина спектра модулированного сигнала, как правило, значительно меньше, чем при угловой модуляции (частотной и фазовой). Таким образом, на лицо экономия частотного спектра: для амплитудно-модулированных сигналов можно отводить при передачи более узкую полосу частот.

Чтобы правильно выбрать канал связи для передачи по нему модулированных сигналов, необходимо знать такие характеристики последних, как пиковая и средняя мощность, а также энергетический спектр. Эти характеристики модулированных сигналов отличаются от аналогичных характеристик сообщений, которыми производится модуляция. Для различных видов модуляции соотношения между характеристиками сообщения и модулированного сигнала различны. Например, ширина спектра сигнала ЧМ больше, чем ширина спектра сигнала АМ, хотя модуляция производится одним и тем же сообщением.

Сообщения представляют собой некоторые случайные процессы, поэтому сигналы, получающиеся в результате модуляции, также являются случайными, и для отыскания упомянутых выше характеристик сигналов следует использовать методы теории случайных процессов.

Однако в подавляющем большинстве случаев более наглядное представление о свойствах модулированных сигналов можно получить, предположив, что модуляция производится некоторыми детерминированными функциями, такими, как гармоническое колебание или периодическая последовательность импульсов известной формы. Эти функции можно рассматривать, как отдельные реализации из ансамбля возможных сообщений.
1.2 Амплитудная модуляция
При амплитудной модуляции (АМ) в соответствии с законом передаваемого сообщения меняется амплитуда модулируемого сигнала.

Форма сигнала при АМ представлен на рис.1.1.


Рисунок 1.1 – Форма сигнала при АМ
На рисунке 1.1 показана форма модулированных колебаний и коэффициент модуляции m выражен через максимальное и минималь­ное значения ее амплитуды (пикового и узлового значений).

Для модулирующего сигнала большой амплитуды соответствующая амплитуда модулируемой несущей должна быть большой и для малых значений Ам. Эта схема модуляции может быть осуществлена умножением двух сигналов.

Спектр частот при АМ показан на рис.1.2.


Рисунок 1.2 – Спектр частот при АМ
1.3 Частотная модуляция
При частотной модуляции (ЧМ) мгновенная частота сигнала изменяется по закону модулирующего сигнала. Идеальная ЧМ не вносит изменений в амплитуду несущей.

На рис.1.3 представлена формы сигнала при ЧМ.


Рисунок 1.3 – Формы сигнала при ЧМ

Боковые полосы ЧМ показаны на рис.1.4 (н-несущая частота; м-частота модуляции).


Рисунок 1.4 – Боковые полосы ЧМ
1.4 Фазовая модуляция
При фазовой модуляции (ФМ) фаза сигнала изменяется по закону модулирующего сигнала. То есть мгновенная фаза несущей изменяется пропорционально мгновенной амплитуде модулирующего сигнала. Это приводит к изменению несущей частоты н.

Сигнал при цифровой фазовой модуляции представлен на рис.1.5.


Рисунок 1.5 – Сигнал при цифровой фазовой модуляции

1.5 Импульсная модуляция
Импульсная модуляция (ИМ) не является в действительности каким-то особым типом модуляции. Этот термин характеризует скорее вид модулирующего сигнала. Здесь учитывают то, каким образом информация представлена – с помощью импульса или ряда импульсов. Можно рассматривать в качестве модулируемой величины амплитуду импульса, или его ширину, или его положение в последовательности импульсов. Следовательно, существует большое разнообразие методов импульсной модуляции. Все они используют в качестве формы передачи или AM, или ЧМ.

Последовательность импульсов, отображающих число 37 в двоично-десятичном коде (младший значащий разряд первый) показано на рис.1.6.


Рисунок 1.6 – Последовательность импульсов, отображающих число 37 в двоично-десятичном коде
1.5.1 Амплитудно-импульсная модуляция
Амплитудно-импульсная модуляция — вид импульсной модуляции (модулируется последовательность импульсов одинаковой формы, обычно прямоугольной), при которой управление средним значением выходного параметра осуществляется путём изменения амплитуды импульсов.

Форма сигналов амплитудно-импульсной модуляции показана на рис.1.7.


а – форма модулированного сигнала;

б – воспроизведенная форма сигнала при низкой частоте следования импульсов,

Т1 – период последовательности импульсов;

в – воспроизведенная форма сигнала при высокой частоте следования импульсов,

Т2 – период последовательности импульсов.

Рисунок 1.7 – Форма сигналов амплитудно-импульсной модуляции

1.5.2 Широтно-импульсная модуляция
Широтно-импульсная модуляция – процесс управления мощностью методом пульсирующего включения и выключения потребителя энергии.

Широтно-импульсная модуляция преобразует уровни выборок напряжений в серии импульсов, длительность которых прямо пропорциональна амплитуде напряжений выборок. Широтно-импульсная модуляция представлена на рис.1.8.


Рисунок 1.8 – Широтно-импульсная модуляция
1.5.3 Частотно-импульсная модуляция
Частотно-импульсная модуляция – вид импульсной модуляции, при которой управление средним значением выходного параметра осуществляется путём изменения частоты следования импульсов с неизменной длительностью.

В случае частотно-импульсной модуляции (ЧИМ) при увеличении мгновенного значения сообщения частота импульсов возрастает, а при уменьшении – снижается рис.1.9. При этом длительность импульсов остаётся постоянной.

Спектр ЧИМ-сигнала подобен спектрам ВИМ-сигналов.


Рисунок 1.9 – Временная диаграмма частотно-импульсной модуляции
1.5.4 Фазово-импульсная модуляция
Фазово-импульсная модуляция – один из трёх основных способов цифрового модулирования информации в последовательность импульсов.

Одним из способов осуществления фазово-импульсной модуляции сигнала является задержка (или упреждение) появления импульса по отношению к началу периода на время, соответствующее значению информационных символов (модулируемого сигнала). При этом импульсы имеют постоянную длительность. Характерно, что как и в случае широтно-импульсной модуляции, частота следования импульсов ФИМ-сигнала является постоянной величиной.

При фазово-импульсной модуляции кодирование передаваемой информации в ряде приложений заключается в изменении позиции импульсов в группе импульсов, которая называется кадром.

Полоса частот при ФИМ определяется длительностью импульса, которая в процессе модуляции не изменяется.

Спектр ФИМ-сигнала имеет такую же структуру, что и ШИМ-сигнал. Только боковые спектры затухают медленнее.

На рис.1.10 показана временная диаграмма фазоимпульсной модуляции.


Рисунок 1.10 – Временная диаграмма фазоимпульсной модуляции
1.6 Особенности импульсной модуляции
Характерной особенностью импульсных систем передачи является то, что энергия сигнала излучается не непрерывно, а в виде коротких импульсов, длительность которых обычно составляет незначительную часть периода их повторения. Благодаря этому энергия импульсного сигнала во много раз меньше энергии непрерывного сигнала (при одинаковых пиковых значениях). Различие в энергиях импульсного и непрерывного сигналов зависит от соотношения между длительностью и периодом повторения. Большие временные интервалы между импульсами используются для размещения импульсов других каналов, т.е. для осуществления многоканальной связи с временным разделением каналов.

Частоту повторения импульсов определяют, исходя из допустимой точности восстановления непрерывного сообщения при его демодуляции. Минимальное значение частоты повторения импульсов
F0мин = 1/T0макс =2Fа,
где Fa – максимальная частота в спектре передаваемого непрерывного низкочастотного сообщения a(t).

В большинстве случаев высокочастотный сигнал импульсной модуляции создаётся в два этапа: сначала сообщение модулирует тот или иной параметр периодической последовательности импульсов постоянного тока (или видеоимпульсов), затем видеоимпульсы модулируют (обычно по амплитуде) непрерывное высокочастотное несущее колебание. Тем самым осуществляется перенос спектра модулированных видеоимпульсов на частоту несущего колебания f0. Энергия высокочастотного импульсного сигнала сконцентрирована в полосе частот вблизи несущей f0.
ВЫВОДЫ
В реферате подробно описано что такое модуляция. Рассказано её видах, о том, как передают сообщения из одного места в другое. Рассмотрено особенности модуляции. Рассмотрено спектры различных сигналов. Модуляция – это преобразование сигнал из одного вида, в другой, для того чтобы было возможно передать сообщение.
скачати

© Усі права захищені
написати до нас