MODULACJE

AMPLITUDY

Realizacja (2003/04): Łukasz Jezierski &
Michał Kahl

„Modulacja i Detekcja” © Zdzisław

Papir

Odporność na

szum

Spis treści

„Modulacja i Detekcja” © Zdzisław

Papir



Detekcja koherentna – DSB-S.C.



Detekcja koherentna – SSB-S.C.



Detekcja obwiedni – AM



Efekt progowy AM



Podsumowanie

Detekcja koherentna –
DSB-SC

t

t

x

t

0

DSB

cos

)

(

)

(







t

t

n

t

n

t

n

0

Q

0

I

sin

)

(

cos

)

(









t

t

n

t

n

t

t

x

t

n

t

0

Q

0

I

0

DSB

sin

)

(

cos

cos

)

(

)

(

)

(

















„Modulacja i Detekcja” © Zdzisław

Papir

g

DSB

2





W

0



g



)

(

DSB

t



)

(

DSB

t



)

(

DSB

t



)

(

DSB

t

P

)

(

DSB

t

P





)

(t

n

N

Detekcja koherentna –
DSB-SC

)

(

2

1

)

(

2

1

)

(

cos

)]

(

)

(

[

I

DSB

FDP

0

DSB

t

n

t

x

t

t

t

n

t







 











t

t

n

t

t

n

t

n

t

t

x

t

x

t

t

n

t

t

0

Q

0

I

I

0

0

DSB

2

sin

)

(

2

1

2

cos

)

(

2

1

)

(

2

1

2

cos

)

(

2

1

)

(

2

1

cos

)]

(

)

(

[

)

(































Detekcja koherentna powoduje
zaszumienie wyjściowego sygnału
użytecznego odbiornika przez składową
synfazową szumu wąskopasmowego.

„Modulacja i Detekcja” © Zdzisław

Papir

2

0

4

1

x

P 





4

4

1

g

2

I

0



 n

N

2

g

DSB





W

2

DSB

2

1

x

P













DSB

1

W

d

N

W







2

g

DSB









W

Zysk modulacyjny –
DSB-SC

0

0

0

N

P





N

P

DSB





„Modulacja i Detekcja” © Zdzisław

Papir

g

DSB

2





W

0



g



)

(

DSB

t



)

(

DSB

t



)

(

DSB

t



)

(

DSB

t

P

)

(

DSB

t

P





)

(t

n

N

0

N

0

P

Zysk modulacyjny –
DSB-SC

dB

0

1

2

1

2

2

1

2

4

4

1

DSB

DSB

2

2

DSB

0

0

DSB

















g

g

W

W

x

x

N

P

N

P

g













dB

3

-

2

1

4

1

2

1

2

4

4

1

DSB

DSB

2

2

DSB

0

0

DSB















g

g

W

W

x

x

N

P

N

P

G











„Modulacja i Detekcja” © Zdzisław

Papir

0

0

0

N

P





N

P

DSB





g

DSB

2





W

0



g



)

(

DSB

t



)

(

DSB

t



)

(

DSB

t



)

(

DSB

t

P

)

(

DSB

t

P





)

(t

n

N

0

N

0

P

Zysk modulacyjny odniesiony do szerokości pasma

Zysk modulacyjny

Charakterystyka szumowa
DSB-SC

Charakterystyka szumowa modulacji DSB-SC
(detekcja koherentna) nie wykazuje efektu progowego.

„Modulacja i Detekcja” © Zdzisław

Papir

Detekcja koherentna –
SSB-SC

t

t

n

t

n

t

t

x

t

t

x

t

n

t

t

t

n

t

n

t

n

t

t

x

t

t

x

t

0

Q

0

I

0

0

SSB

0

Q

0

I

0

0

SSB

sin

)

(

cos

sin

)

(

cos

)

(

)

(

)

(

sin

)

(

cos

)

(

sin

)

(

cos

)

(

)

(











































„Modulacja i Detekcja” © Zdzisław

Papir

g

SSB





W

0



g



)

(

SSB

t



)

(

SSB

t



)

(

SSB

t



)

(

SSB

t

P

)

(

SSB

t

P





)

(t

n

N

N

P

SSB





0

0

0

N

P





Detekcja koherentna –
SSB-SC

)

(

2

1

)

(

2

1

)

(

cos

)]

(

)

(

[

I

SSB

FDP

0

SSB

t

n

t

x

t

t

t

n

t







 













Detekcja koherentna powoduje
zaszumienie wyjściowego sygnału
użytecznego odbiornika przez składową
synfazową szumu wąskopasmowego.

„Modulacja i Detekcja” © Zdzisław

Papir

N

P

SSB





g

SSB





W

0



g



)

(

SSB

t



)

(

SSB

t



)

(

SSB

t

P

)

(

SSB

t

P





)

(t

n

N

0

N

0

P

0

0

0

N

P





)

(

SSB

t



g

SSB





W

2

SSB

4

1

x

P 

1

g

SSB









W

Zysk modulacyjny –
SSB-SC





SSB

W

N 

„Modulacja i Detekcja” © Zdzisław

Papir

0

0

0

N

P





N

P

SSB





g

SSB





W

0



g



)

(

SSB

t



)

(

SSB

t



)

(

SSB

t

P

)

(

SSB

t

P





)

(t

n

N

0

N

0

P

2

0

4

1

x

P 





4

4

1

g

2

I

0



 n

N

)

(

SSB

t



Zysk modulacyjny – SSB-SC

0

0

0

N

P





dB

0

1

SSB

0

0







κ

N

P

N

P

g

dB

0

1

DSB

0

0







N

P

N

P

G

„Modulacja i Detekcja” © Zdzisław

Papir

N

P

SSB





g

SSB





W

0



g



)

(

SSB

t



)

(

SSB

t



)

(

SSB

t

P

)

(

SSB

t

P





)

(t

n

N

0

P

0

N

Zysk modulacyjny odniesiony
do szerokości pasma

Zysk modulacyjny

)

(

SSB

t



Charakterystyka szumowa
SSB-SC

Charakterystyka szumowa modulacji SSB (detekcja
koherentna) nie wykazuje efektu progowego.

„Modulacja i Detekcja” © Zdzisław

Papir

Detekcja obwiedni AM





















































)]

(

cos[

)

(

)]

(

)

(

[

)sin

(

)cos

cos

)]

(

1

[

)]cos

(

1

[

0

2

Q

2

I

0

0

ΑΜ

0

Q

0

I

0

0

ΑΜ

0

0

ΑΜ

t

t

t

n

t

n

t

x

kA

A

t

n

t

t

t

n

t

t

n

t

ω

t

kx

Α

t

n

t

t

ω

t

kx

Α

t















0

0

0

N

P





N

P

AM





g



)

(

AM

t



)

(

AM

t



)

(

AM

t



)

(

AM

t

P

)

(

AM

t

P





)

(t

n

N

0

P

0

N

g

AM

2





W

0



)

(t

e

„Modulacja i Detekcja” © Zdzisław

Papir

)

(

)]

(

)

(

[

2

Q

2

I

0

0

t

n

t

n

t

x

kA

A

t

e













Detekcja obwiedni AM

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

t

e

A

t

n

A

t

n

t

kx

A

t

n

t

n

t

x

kA

A

t

e

AM

FDP

2

0

Q

2

0

I

0

2

Q

2

I

0

0

1

]

[





 











































Detekcja obwiedni sygnału AM powoduje
silnie nieliniowe zaszumienie sygnału
wyjściowego odbiornika.

)

(t

e

„Modulacja i Detekcja” © Zdzisław

Papir

0

0

0

N

P





N

P

AM





g



)

(

AM

t



)

(

AM

t



)

(

AM

t



)

(

AM

t

P

)

(

AM

t

P





)

(t

n

N

0

P

0

N

g

AM

2





W

0



Nadprogowa detekcja
obwiedni AM

0

Q

I

,

A

n

n



)

(

)

(

|

)

(

)

(

|

)

(

I

0

0

I

0

0

t

n

t

x

kA

A

t

n

t

x

kA

A

t

e













)

(

)

(

)

(

I

0

AM

t

n

t

x

kA

t







0

AM

0

AM

AM

)

(

)

(

)

(









x

n

t

t

t







„Modulacja i Detekcja” © Zdzisław

Papir

Sygnał wyjściowy odbiornika AM jest złożeniem sygnałów
wyjściowych

• przy braku sygnału informacyjnego oraz

• przy braku szumu.

Zysk modulacji AM

2

2

0

2

0

x

A

k

P 





g

n

N

2

2

I

0





g

AM

2





W

2

g

AM









W

2

2

0

2

2

0

AM

2

1

2

1

x

A

k

A

P













g

W

N

2

AM





1

1

2

2

2

2

0

AM









x

k

x

k

g





System AM cechuje
„strata” modulacyjna
niezależnie od poziomu
sygnału nośnego oraz
sygnału modulującego.

„Modulacja i Detekcja” © Zdzisław

Papir

Zysk tonowej modulacji
AM

t

a

t

x

g



cos

)

( 

2

2

2

1

a

x 

dB

5

3

1

2

2

1

1

2

1

2

1

1

2

1

2

2

2

2

2

2

2

2

AM



















m

m

m

m

a

k

a

k

g

„Modulacja i Detekcja” © Zdzisław

Papir

Charakterystyka szumowa

modulacji AM

Charakterystyka szumowa modulacji AM
(detekcja obwiedni) wykazuje efekt progowy.

dB

10

*





„Modulacja i Detekcja” © Zdzisław

Papir

„Modulacja i Detekcja” © Zdzisław

Papir

Efekt progowy AM

(praca nadprogowa)

o

A

Im

Re

)

(

Q

t

n

)

(

I

t

n

 

t

e

0

Q

I

,

A

n

n



Sygnał przewyższa
szum.

„Modulacja i Detekcja” © Zdzisław

Papir

Efekt progowy AM

(praca nadprogowa)

0

Q

I

,

A

n

n



)

(

Q

t

n

)

(

I

t

n

o

A

Im

Re

 

t

e

Szum zdominował
sygnał.

Detekcja obwiedni AM
Przebieg wyjściowy

„Modulacja i Detekcja” © Zdzisław

Papir

nadprogowa

Praca

dB

30

I





Detekcja obwiedni AM
Przebieg wyjściowy

nadprogowa

Praca

dB

20

I





„Modulacja i Detekcja” © Zdzisław

Papir

Detekcja obwiedni AM
Przebieg wyjściowy

*

I

I

I

dB

10











„Modulacja i Detekcja” © Zdzisław

Papir

Detekcja obwiedni AM
Przebieg wyjściowy

podprogowa

Praca

dB

3

I





„Modulacja i Detekcja” © Zdzisław

Papir

Detekcja obwiedni AM
Przebieg wyjściowy

podprogowa

Praca

dB

0

I





„Modulacja i Detekcja” © Zdzisław

Papir

Podsumowanie

Modulacja DSB-SC

Zalety:

- sprawność energetyczna
η=1

- brak efektu progowego

Wady:

- szerokość pasma W=2ω

g

- detekcja koherentna

„Modulacja i Detekcja” © Zdzisław

Papir

Podsumowanie

Modulacja SSB-SC

Zalety:

- sprawność energetyczna
η=1

- brak efektu progowego

- wąskie pasmo W=ω

g

Wady:

- skomplikowany układ
nadajnika

- detekcja koherentna

„Modulacja i Detekcja” © Zdzisław

Papir

Podsumowanie

Modulacja AM

Zalety:

- detekcja obwiedni

Wady:

- szerokość pasma W=2ω

g

- mała sprawność
energetyczna η

- strata modulacyjna
- występuje efekt progowy

3

1



„Modulacja i Detekcja” © Zdzisław

Papir

Porównanie
charakterystyk
szumowych

„Modulacja i Detekcja” © Zdzisław

Papir