4 Wyk ead Przesy eanie sygna e w analogowych

background image

Przesyłanie sygnałów

analogowych

Wykład 4

Modulacje amplitudy i kąta

Wytwarzanie i sygnałów zmodulowanych i demodulacja

Korzyści z modulacji kątowych

Modulacje nośnej impulsowej

Porównanie modulacji analogowych

background image

Modulacje amplitudy nośnej harmonicznej

Modulacja dwuwstęgowa z nośną

(DSB)

Modulacja dwuwstęgowa bez nośnej

(SC DSB)

Modulacja jednowstęgowa

(SSB)

Modulacja jednowstęgowa z resztkową wstęgą boczną

(VSB)

x(t)

c(t) = cos (2

f

0

t

)

g(t)=x(t)

·c(t)

Modulacja amplitudy [nośnej
harmonicznej] =

operacja iloczynu

sygnału modulującego z nośną
harmoniczną

DSB

SC DSB

background image

Modulacja amplitudy DSB

g(t

)=A

·[ 1+m·

x

(t) ]

·

cos(2

f

0

t)

Modulacja dwuwstęgowa z nośną (DSB)

f0

2B

S

G

(f)

2 x

szersze

pasmo

wstęga dolna

wstęga górna

B

X(f)

0<m

1 -

wsp. głebokości modulacji

background image

Modulacje SC DSB i SSB

Modulacja dwuwstęgowa bez nośnej (SC DSB)

g(t)

=A

·

x(t)

·

cos(2

f

0

t)

f0

2B

S

G

(f)

wstęga dolna

wstęga górna

f0

B

S

G

(f)

pasmo = 1 x B

np. wstęga górna

Modulacja jednowstęgowa (SSB)

2 x szersze

pasmo

g

USB

(t)=A/2[

x(t)

cos (

2

f

0

t

)

-

x(t)

sin(

2

f

0

t

)

]

^

background image

Wytwarzanie sygnałów zmodulowanych DSB SC

c(t)

x(t)

g(t)

t

f

0

3f

0

5f

0

Wytwarzanie sygnałów zmodulowanych amplitudowo

Modulator pierścieniowy
(podwójnie zrównoważony)

g(t)

=4A/

·

x(t)

·

cos[(2k-1) 2

f

0

t]

(-1)

k-1

2k-1

k=1

background image

Wytwarzanie sygnałów zmodulowanych SSB SC metodą filtracji

Wytwarzanie sygnałów zmodulowanych amplitudowo

Przesuw

nik fazy

-90

º

Gene
rator

Tr.

Hilberta

cos(2

f

0

t

)

sin(2

f

0

t)

g

USB

(t)

x(t)

x(t)

^

+

-

Wytwarzanie sygnałów zmodulowanych SSB SC metodą fazową

Modulator

zrównoważony

Filtr

f

1

.B+ f

1

Filtr

f

2

.B+ f

1

+ f

2

Modulator

zrównoważony

x(t)

cos(2

f

1

t)

cos(2

f

2

t)

f

2



f

1

f

1

f

1

2f

1

f

2

g

USB

(t)=

½[

x(t)

cos(

2

f

0

t)

-

x(t)

sin (

2

f

0

t)

]

^

background image

Demodulacja sygnałów zmodulowanych amplitudowo

Detektor obwiedni (AM - DSB)

sygnał

AM

sygnał

m.cz.

x(t)

Acos(2

f

0

t)

+z(t)

1

º A[1+mx(t)] >> z(t)

praktyczna możliwość detekcji

2

º A[1+mx(t)] << z(t)

na wyjściu demodulatora tylko szum

background image

Demodulacja sygnałów zmodulowanych amplitudowo

Detektor koherentny (AM

– DSB SC )

modulator

zrównoważony

FDP

x

d

(t) =

½AA

g

cos(

0

-

g

)

·

x(t)

x(t)

A

cos(2

f

0

t+

0

)

+z(t)

A

g

cos(2

f

g

t+

g

)

S

m

(f)

-2f

0

2f

0

0

Generator

stabilizowany

background image

g(t)=A

·

cos[

(t)]

g

PM

(t)

g

FM

(t)

x(t)

Funkcja x(t)

• Modulacja fazy (PM)

(t)= 2

f

0

t + k

p

x(t)

• Modulacja częstotliwości (FM)

f(t)= f

0

+ k

f

x(t)

(t)= 2

f

0

t + 2

k

f

x(

)d

0

t

częstotliwość chwilowa

f(t) =

Te same właściwości energetyczne i widmowe



(t)

t

Modulacje kąta nośnej harmonicznej

background image

Modulacja częstotliwości sygnałem harmonicznym

2

f

B

f

0

B

f

0

B

2

f

f

0

2

f

S

g

(f)

S

g

(f)

S

g

(f)

Nieskończona liczba prążków wokół
f

0

rozmieszczonych co B

Wzrost dewiacji - zmniejszenie mocy
nośnej i rozłożenie mocy na pozostałe
prążki

Wzrost dewiacji

– poszerzenie pasma

B

T

= 2(

f + B)

- praktyczna

szerokość pasma

f

– dewiacja (amplituda zmian

częstotliwości np. 150kHz)

B

T

>> B

background image

Wytwarzanie sygnałów zmodulowanych częstotliwościowo

VCO

Powielacz

częstotliwości

Mieszacz

(modulator AM)

Filtr

pasmowy

Generator

stabilizowany

dyskryminator

częstotliwości

Filtr

dolnopasmowy

i wzmacniacz

x(t)

g(t)

C

L

1

L

2

f(t)=

(L

1

+ L

2

)[ C

0

+

Cx(t) ]

1/2

C

C

0

<<1

f(t)

f

0

[ 1 - x(t) ]

C

2C

0

background image

Demodulacja sygnałów zmodulowanych kątowo

Zrównoważony dyskryminator częstotliwości

g(t)

4

Aak

f

·x(t)

[1+k

x(t)

]

cos[2

f

0

t + 2

k

f

x(

)d

+

½

]

0

t

f

0

B

T

wytworzenie sygnału o
zmodulowanej amplitudzie

nośna

modulacja ampl

background image

Korzyść z użycia modulacji kątowych

Zakłócenia (szumy) po demodulacji maleją ze wzrostem amplitudy

nośnej!

moc szumu po demodulacji (N

wy

) jest

odwrotnie proporcjo-

nalna

do SNR

we

przed demodulacją

Acos(

0

t)+z

we

(t)=Acos(

0

t)+z

I

(t)cos(

0

t)+ z

Q

(t)sin(

0

t)

Acos(

0

t)+z

Q

(t)sin(

0

t)=

A

2

+[z

Q

(t)]

2

cos[

0

t+

z

(t)]

z

(t)=arcsin

z

Q

(t)

A

2

+[z

Q

(t)]

2

z

Q

(t)

A

z

wy

(t)= =

1

A

d

z

(t)

dt

dz

Q

(t)

dt

N

wy

(f)

= j2

f

·

Z

Q

(f)

Szum powodowany chwilową
modulacją częstotliwości wskutek
szumu na wejściu demodulatora:

widmo szumu

1

A

background image

B

|N

wy

(f)|

2

f

4

2

f

2

N

we

A

2

·

B

N

we

/B

B
B

T

N

we

(f)

f

N

we

Korzyść z użycia modulacji kątowych

SNR

wy

poprawia się wraz ze wzrostem

poszerzenia pasma

w

stosunku do B

– wymiana pasma na SNR

N

wy

= 2

2

B

2

N

we

½A

2

S

wy

=

f

2

=

¼B

T

2

SNR

wy

= SNR

we@B

1

8

2

B

T

2

B

2

background image

Modulacje analogowe nośnej impulsowej

g(t)=

A

k

u(t

– kT - t

k

;



k

)

k=-

A

k

- amplituda k-tego impulsu

t

k

-

położenie k-tego impulsu



k

- czas trwania k-tego impulsu

T - okres

Modulacja amplitudy impulsów

A

k

x(kT)

Modulacja szerokości impulsów



k

x(kT)

Modulacja położenia impulsów

t

k

x(kT)

Modulacja częstotliwości impulsów

1/T

k

x(t)

Przebiegi zmodulowanych impulsów

background image

Szerokość pasma widma sygnałów modulacji impulsów

1/



B

2B

S

g

(f)

f

Szerokość pasma zmodulowanych
impulsów >>B!

Dla PAM i PDM początkowa część
widma 0

f

B odpowiada widmu

sygnału modulującego

1/T

background image

Wytwarzanie i demodulacja sygnałów modulacji

impulsów

• Modulator PAM

• Demodulator PAM

Filtr dolnoprzepustowy

• Modulator PPM

• Demodulator PPM

Konwerter na PDM

+

Filtr dolnoprzepustowy

background image

- zysk modulacyjny odniesiony

SNR

d

B

x

SNR

c

B

T

Porównanie właściwości modulacji

Zysk modulacyjny

Zysk modulacyjny opisuje poprawę odporności na
szum wskutek zastosowania modulacji

background image

Porównanie właściwości modulacji

Zysk modulacyjny

AM-DSB

½

2B

m

AM-

DSB-SC

2B

m

AM-

SSB-SC

B

m

FM*

Duży *

2(

f+B

m

)

PAM

>>2B

m

PPM*

Duży *

>>2B

m

1

1

1

niska

sprawność

energetyczna

szerokie

pasmo

zysk

pasmo

* tym większy im większy B

T

/B

m

background image

Podsumowanie

background image

Następny wykład:

Przesyłanie

sygnałów cyfrowych

Obowiązująca literatura
do bieżącego wykładu:

•S. Haykin, „Systemy
telekomunikacyjne t. 1” s.
126-192

•A. Wojnar, „Teoria
sygnałów”, s. 159 – 177


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
15 Powt rzenie wyk ead 15id 16 Nieznany
Dermatologia wyk ead 18 11 Nieznany
PRËBKOWANIE SYGNAúËW ANALOGOWYCH1, II ElektrycznyGrupa ˙wiczeniowa 5
Wyk�ad ekonometryczne+ ++metody+heurystyczne analogowe+ +cz II ppt
NAGŁAŚNIANIE DLA KAŻDEGO PRZESYŁANIE SYGNAŁÓW
EDI wyk
Wyk ad 5 6(1)
zaaw wyk ad5a 11 12
Wyk 02 Pneumatyczne elementy
Automatyka (wyk 3i4) Przel zawory reg

więcej podobnych podstron