background image

 

 
MODULACJA IMPULSOWA 
 
Fala nośna – nie ma charakteru ciągłego lecz stanowi ciąg równo oddalonych impulsów 

)

)(

(

)

(

0



n

i

nT

t

t

c

t

c

 

T

0

 – okres powtarzania impulsów 

c

i

(t) – funkcja opisująca pojedynczy impuls 

 
Twierdzenie Kotlielnikowa-Shannona 

m

p

f

f

2

   czyli    Tp <= ½ Tm !!!!!! 

 
Żeby przesłać kompletny sygnał bez uszczerbku dla informacji musimy wysyłać co najmniej 
2f

m

 próbek na sekundę.  

 
Rodzaje analogowej modulacji impulsowej:  
- PAM – Pulse Amplitude Modulation, modulacja amplitudy impulsów, odpowiednik AM 
- PPM – Pulse Position Modulation, modulacja położenia impulsów, odpowiednik FM 
- PDM – Pulse Duration Modulation, modulacja czasu trwania impulsów 
 
 
PAM – modulacja amplitudy impulsów 
 
 
Fala nośna: 

)

)(

(

)

(

0



n

i

nT

t

t

c

t

c

 

 
Funkcjonał modulacji jest równy sygnałowi modulującemu 

)

(

)

(

t

f

t

m

 

 
Sygnał zmodulowany: 

)

(

)

(

)

(

t

f

t

c

t

s

 

 
Rodzaje próbkowania 
 
- idealne  
     Fala nośna w postaci ciągu impulsów Diraca:  



n

T

nT

t

t

t

c

)

(

)

(

)

(

0

0

 

     Sygnał zmodulowany ma zatem postać: 



n

nT

t

t

f

t

s

)

(

)

(

)

(

0

 

     widmo sygnału zmodulowanego stanowi ciąg powtórzeń sygnału modulującego:  



n

n

F

T

S

t

s

)

(

1

)

(

)

(

0

0

 

 
- naturalne - 
próbkowanie odbywa się przy pomocy wąskich impulsów jednostkowych 

)

(t

q

 

 

background image

 

     Widmo tych impulsów: 

)

(

2

)

2

sin(

)

(

0

0

0

0

0

n

n

n

A

t

q

n



 

 

     Widmo sygnału zmodulowanego: 

)

(

2

)

2

sin(

)

(

0

0

0

0

0

n

n

F

nw

n

T

A

S

n



 

 
- chwilowe  - nie zmienia się kształt impulsów fali nośnej 
 
      Równanie sygnału zmodulowanego: 

 



n

nT

t

q

nT

f

t

s

)

(

)

(

)

(

0

0

 

 
      Widmo sygnału zmodulowanego: 



n

s

n

F

T

A

Q

t

s

t

s

)

(

2

)

2

sin(

)

(

)}

(

{

)

(

0

0

0





 

 
 
PPM, PDM – brak pytań w teście.   
 
 
PCM – modulacja impulsowo-kodowa (Pulse Code Modulation) 
 
Za twórcę PCM uznaje się A. H. Reevesa w roku 1937. Jednak systemy PCM weszły do 
eksploatacji dopiero w latach 60-tych i od tego czasu obserwuje się ich szybki rozwój.  
 
Zalety PCM: 
- duża odporność na zakłócenia  
- mała wrażliwość na zmiany parametrów toru 
- możliwość regeneracji, co zapewnia stałą wartość stosunku sygnał/szum na całej długości 
toru 
- łatwość współpracy z elektronicznymi centralami komutacyjnymi  
 
Wady PCM: 
- konieczność przenoszenia znacznie szerszego pasma niż w systemach analogowych. Pasmo 
PCM jest 7-8 razy szersze niż w systemach analogowych  
 
Schemat systemu telekomunikacyjnego z modulacją impulsowo-kodową: 
(wzięte ze slajdów La Toffique’a, w Bemie jest nieco inaczej)  
 
 
Nadajnik: 

background image

 

 

 
 
 
Tor transmisyjny: 

 

 
 
Odbiornik: 
 

 

 
 
 
 
 
Kwadrat całkowitego błędu kwantowania (kwantowanie równomierne) 

2

2

3

1

M

E

 

 
Stosunek wartości średniej kwadratowej sygnału do wartości średniej kwadratowej błędu: 

2

2

2

3

M

E

P

  - dla sygnału sinusoidalnego (bo P=1/2)  

 
 
 
 
 
 
Liczba przedziałów kwantowania M dla N elementów kodu binarnego – bierzemy z tabelki 
(ogólnie M=2

N

): 

background image

 

 

 
 
W przypadku rzeczywistych sygnałów kwantowanie równomierne nie jest korzystne.  
 
 
Charakterystyki kompresji – kwantowanie nierównomierne: 
 
- charakterystyka typu μ  

)

1

ln(

)

1

ln(

x

y

 

, przy czym μ=100 lub μ=255 

 

- charakterystyka typu A 



1

1

ln

1

ln

1

1

0

ln

1

x

A

A

Ax

A

x

A

A

y

  

przy czym A=87,6 

 

 
 
Kompandor = kompresor + ekspandor 
 
Zysk kompandora – dla A=87,6 otrzymuje się 16-krotne zmniejszenie poziomów kwantyzacji 
dla małych sygnałów, tzn. zysk kompandora wynosi 24,1 dB.  
 
SYSTEMY WIELOKROTNE 
 
Rodzaje systemów wielokrotnych  
- FDM – z podziałem częstotliwościowym (Frequency Division Multiplex) 
- TDM – z podziałem czasowym  
- CDM – z podziałem kodowym  
- PDM – z podziałem fazowym 
- z rozdziałem według kształtu sygnałów 
- z rozdziałem według poziomu sygnałów 
- SDM – z rozdziałem przestrzennym  
 
Obecnie najbardziej rozpowszechnione są pierwsze trzy (FDM, TDM i CDM).  
 
Najbardziej rozpowszechnioną jest FDM. Pojawiła się w latach 30-tych ubiegłego wieku. 
Krotność dochodzi do 10800 kanałów.  

background image

 

Pasmo częstotliwości przeznaczone na jeden kanał w telefonii wielokrotnej wynosi 4 kHz 
(czyli szersze niż pasmo oryginalne, np. dla telefonii 0,3-3,4 kHz).  
Kanały łączy się w grupy, a następnie w grupy wyższego rzędu. Podstawową grupą 
pierwotną jest grupa 12-kanałowa, zajmująca pasmo 4*12 = 48 kHz. Pięć grup 
pierwotnych tworzy grupę wtórną 5*48 = 240 kHz.
   
Krotności systemu: 1, 12, 24, 60, 120, 300, 960, 1260, 1800 (1920), 2700, 3600, 7200, 10800 
 
Systemy PCM pierwszego rzędu (stosowane w TDM) zatwierdzone przez CCITT: 
- PCM-24 o przepływności 1544 kbit/s 
- PCM-30 o przepływności 2048 kbit/s