KRYTERIA PODZIAŁU TELEKOMUNIKACJI:

- przeznaczenia wiadomości

- rodzaju wiadomości

- czynności

Kryterium przeznaczenia

Celem przekazywania wiadomości może być: porozumiewanie się, rozpowszechnianie bądź zbieranie wiadomości, bądź doprowadzenie wiadomości do określonego punktu.

Telekomunikacja

Porozumiewawcza Rozsiewcza Zbiorcza Docelowa

Dwupkt Wielopkt c iągła Ziarnista

Prosta Wybiercza x2

Kryterium rodzaju wiadomości

• Dźwięków (telefonia)

• Znaków pisma (telegrafia)

• Obrazów nieruchomych (symilografia)

• Obrazów ruchomych (telewizja)

• Umownych sygnałów (sygnalizacja)

• Wartości pomiarowych (telemetria)

• Sygnałów sterujących (telesterowanie)

• Danych (teledacja lub transmisja danych)

Fala nośna w modulacji impulsowej: SIGMA[c(t-nTzero)] ]

Funkcjonał modulacji w PAM: s(t) = c(t) f(t), m(t) =f(t)

Prekursor PCM : A.H. Reeves (1937r.)

Schemat blokowy PCM: Źródło sygnału analogowe > FDP > dyskretyzator(lub układ próbkujący) > Kwantyzator > koder

Ważne daty: (rozwój właściwy)

- 1840 telegrafia 1860 symilografia 1876 telefonia 1890 telewizja mechaniczna- 1924 radiofonia 1935 telewizja elektroniczna

1940 telegrafia abonencka(teleks) 1945 telewizja kolorowa

SYSTEM TEL : Źródło wiadomości Nadajnik Kanał Odbiornik Obiekt przeznaczenia wiadomości

Systemy radio- i hydrolokacyjne wykorzystują zjawisko echa. Rolę sygnału nadawanego odgrywa nie sygnał sondujący przestrzeń wysyłany przez nadajnik, lecz sygnał odbity od obiektu.

transformata Hilberta: (1/PI)CAŁKA(F(A)/(t-A)dA.

Sygnał zmodulowany

s(t) - sygnał zmod. c(t) - funkcja nośna

m[] - funkcjonał modulacji f(t) - sygnał modulujący

Zadaniem funkcji nośnej jest przesunięcie widma wiadomości z pasma naturalnego do innego zakresu częstotliwości, dogodniejszego do transmisji

Modulacja - ciągłe i odwracalne odwzorowanie sygnału modulującego f(t) na sygnał zmodulowany s(t), stanowiący funkcję sygnału nośnego i modulującego.

W wyniku modulacji widmo funkcji modulującej zostaje przesunięte o
.

Metody demodulacji:

- detekcja koherentna (amplitudy)

- detekcja fazy lub częstotliwości

- detekcja obwiedni

Funkcjonały:

- liniowe (odpowiadają modulacji amplitudy)

- eksponencjalne (generują sygnały zmodulowane kątowe, a także sygnały o jednoczesnej modulacji amplitudy i kąta)

AM - dwuwstęgowa modulacja amplitudy z dużym poziomem fali nośnej

Funkcja nośna ma postać fali harmonicznej

Funkcjonał modulacji (liniowy)

Równanie sygnału zmodulowanego:

Jeżeli jest spełniony warunek
to mamy do czynienia z liniową modulacją amplitudy

Głębokość modulacji:

Widmo:

W wyniku modulacji widmo funkcji modulującej zostaje przesunięte o
.Jeśli sygnał modulujący ma ograniczone widmo, to sygnał zmodulowany zajmuje pasmo o szerokości dwukrotnie większej, tj.
.

Generacja sygnałów AM

Sygnały AM uzyskuje się w modulatorach:

- z elementami kluczującymi

- z elementami nieliniowymi

Demodulacja sygnałów AM

- detektor prostownikowy (liniowy)

- detektor kwadratowy (o charakterystyce nieliniowej)

- detektor obwiedni

- detektor synchroniczny

DSB-SC - dwuwstęgowa modulacja amplitudy bez fali nośnej

Funkcjonał modulacji jest wprost sygnałem modulującym

m(t) = f(t)

Funkcja nośna ma postać funkcji harmonicznej:

Sygnał zmodulowany:

W wyniku tej operacji widmo sygnału modulującego ulega przesunięciu (zachowując swój kształt) o +/-
wzdłuż osi częstotliwości.

W sygnale nie występuje fala nośna.

Generacja sygnałów DSB-SC

Modulatory (zrównoważone, tłumiące falę nośną)

- kluczowane

- z elementami nieliniowymi

Demodulacja DSB-SC

- detekcja synchroniczna (koherentna)

- detekcja liniowa (kwadraturowa) - po uprzednim dodaniu do sygnału zmodulowanego fali nośnej o dużej amplitudzie

VSB - modulacja z częściowo ograniczoną jedną wstęgą boczną (Vestigial SideBand)

Widmo sygnału ma postać:

gdzie H(w) - transmitancja filtru pasmowego

Funkcjonał modulacji:

Funkcja transmitancji filtru musi spełniać warunek:

ale tylko dla
, ponieważ widmo sygnału modulującego jest ograniczone (
) dla
.

Zbocze charakterystyki filtru (zbocze Nyquista) jest symetryczne względem częstotliwości fali nośnej. Kształtowanie zbocza Nyquista może się odbywać zarówno po stronie nadawczej jak i odbiorczej, w praktyce jednak stosuje się kształtowanie po stronie odbiorczej.

Szerokość pasma zajętego przez sygnał zmodulowany jest w przybliżeniu równa szerokości pasma sygnału modulującego (
).

MODULACJA FM

Sygnał modulujący:

Faza chwilowa i pulsacja chwilowa sygnału zmodulowanego FM:

Dewiacja częstotliwości:

(ustalona)

Dewiacja fazy:

(zależy od częstotliwości sygnału modulującego)

Sygnał zmodulowany FM:

Wskaźnik modulacji

- przy modulacji PM (wskaźnik beta równy dewiacji fazy dla PM czyli kA)

- przy modulacji FM (stosunek dewiacji częstotliwości do częstotliwości czyli
Stąd ogólny wzór na sygnał zmodulowany kątowo (FM lub PM):

Szerokość pasma FM

Według norm obowiązujących w Polsce maksymalna dewiacja częstotliwości w radiofonii UKF-FM wynosi 50 kHz, a maksymalna częstotliwość sygnału modulującego 15 kHz. Stąd wymagana szerokość pasma dla transmisji FM:

B = 2(50+15) = 130 kHz

Moc w modulacji kąta

- moc przebiegu zmodulowanego kątowo jest taka sama jak moc niezmodulowanej fali nośnej.

MODULACJA	FUNKCJONAŁ
AM
DSB-S.C.
SSB
VSB
PM
FM

SSB - modulacja jednowstęgowa (Single SideBand)

Wykorzystuje tylko jedną wstęgę boczną/ Możliwe jest tworzenie sygnałów SSB z falą nośną i bez. Znaczenie praktyczne mają tylko sygnały bez fali nośnej (SSB-SC).

Definicja sygnału analitycznego:

Transformata Hilberta

Analityczny funkcjonał modulacji SSB:

Jeśli fala nośna ma postać
, to sygnał zmodulowany:

Widmo sygnału zmodulowanego:

Szerokość pasma zajętego przez sygnał zmodulowany jest najmniejsza ze wszystkich modulacji amplitudy i jest w równa szerokości pasma sygnału modulującego (
).

Generacja sygnałów SSB

- metoda filtracji (filtry LC, kwarcowe, mechaniczne, ceramiczne)

- metoda fazowa

- zmodyfikowana metoda fazowa

Demodulacja sygnałów SSB (po uprzednim dodaniu fali nośnej o dużej amplitudzie)

- detekcja synchroniczna

- detekcja liniowa (kwadratowa)

Modulacja PM

Sygnał modulujący:

- dewiacja fazy

- dewiacja częstotliwości

Sygnał zmodulowany PM

Widmo sygnału zmodulowanego PM

Drugi człon nawiasu klamrowego można zapisać w postaci:

Praktyczna szerokość pasma częstotliwości sygnału PM zależy od dewiacji fazy, która określa liczbę par prążków N uwzględnionych w widmie, oraz od odległości między prążkami, czyli od częstotliwości modulującej f.

B = 2Nf

---