Image53 (7)

Podstawy ■

Rys. 31

modulator

PSK

cytrowy

przebieg

modulujący

lala nośna

WWW

czas

Rys. 32

d>

faza

przeciwna

który przesyłanemu sygnałowi cyfrowemu zapewni odporność na zakłócenia oraz możliwie dużą szybkość przekazu przy wykorzystaniu możliwe wąskiego pasma częstotliwości.

Zagadnienie to ilustruje rysunek 31, pokazujący w dużym uproszczeniu tor telewizyjny. Analogowy sygnał z kamery zostaje zamieniony na postać cyfrową. Taki „surowy” cyfrowy sygnał zostaje skompresowany w koderze (kompresorze) MPEG-2. Następnie skompresowany cyfrowy sygnał MPEG moduluje falę nośną. Zmodulowana fala nośna przekazuje bezprzewodowo sygnał do odbiornika.

W odbiorniku tuner najpierw wydziela sygnały radiowe o określonej częstotliwości, czyli pochodzące z danego nadajnika (trans-pondera). Te wydzielone, analogowe sygnały zostają zdcmodulowanc, czyli zamienione na ciąg cyfrowych impulsów. Taki cyfrowy sygnał zostaje zdekompresowany w dekoderze MPEG-2, czyli zamieniony na „przyjazną”, „zwykłą” postać cyfrową. Ten „przyjazny” sygnał cyfrowy zostaje w dość prostym przetworniku CA przetworzony na postać analogową i przekazany do zwykłego, analogowego telewizora.

Na rysunku 31 po stronie nadawczej i odbiorczej tym samym kolorem zaznaczone są bloki pełniące analogiczną, wzajemnie „odwrotną’’ funkcję.

Cyfrowego, zerojedynkowego sygnału MPEG nic można tak po prostu „wypchnąć w eter” Trzeba wykorzystać nadajnik pracujący na jakiejś częstotliwości i zmodulować jego falę nośną. W systemach telewizji satelitarnej skompresowany cyfrowy sygnał MPEG-2 jest przesyłany za pomocą fal radiowych (mikrofal). Okazuje się, iż bardzo duże znaczenie ma przy tym rodzaj wykorzystanej modulacji. Przyjrzyjmy się najpierw' modulacji, a dopiero w' następnym odcinku zajmiemy się kompresją MPEG.

Modulacja

Każdy transponder satelitarny można w uproszczeniu traktować jak klasyczny nadajnik radiowy pracujący na jakiejś częstotliwości. Na tej swojej częstotliwości może nadawać dowolny sygnał, analogowy lub cyfrowy. „Czysty”, nicmodulowany sygnał nośny nie niesie praktycznie żadnej informacji. Modulacja może polegać na chwilowej zmianie amplitudy (AM), częstotliwości (FM) lub fazy (PM) sygnału nośnego. Po jakiejkolwiek modulacji nadawany sygnał oprócz częstotliwości nośnej zawiera też składow e o „sąsied

nich” częstotliwościach. Zależnie od rodzaju modulacji i sygnału modulującego, zmodulowany sygnał może zajmować węższe lub szersze pasmo oraz mieć różny rozkład energii poszczególnych składników tego pasma. Ilustruje to w dużym uproszczeniu poglądowy rysunek 32. Dawniej do szczegółów dotyczących rozkładu energii w widmie nadawanego sygnału nie przywiązywano żadnej wagi. Obecnie, w związku z dążeniem do „upakowania” w paśmie elektromagnetycznym jak największej ilości informacji, także i ten szczegół nabiera znaczenia i stosuje się dodatkowe zabiegi poprawiające rozkład energii w dostępnym paśmie częstotliwości. W telewizji satelitarnej szerokość pasma jednego nadajnika, czyli szerokość kanału, wynosi około 30MHz.

W klasycznej telewizji naziemnej do dziś stosuje się modulację AM (Amplitudę Modu-lation), w analogowej satelitarnej - FM (Frequencv Modul3tion). natomiast przy przekazie danych cyfrowych najczęściej stosuje się rozmaite odmiany modulacji fazowej PM (Phase Modulation). Spośród wielu opracowanych odmian modulacji fazowej warto wspomnieć o jej „cyfrowej” odmianie - o modulacji PSK (Phase Shift Keying), a właściwie, jak wskazuje nazwa, o kluczowaniu z przesunięciem fazy Najprościej mówiąc, częstotliwość fali nośnej jest stała, a przy

a)

sygnał

zmodulowany

(PSK) modulacji sygnałem zerojedynkowym faza sygnału może przybierać jedną z dwóch wartości. Prosty przykład pokazany jest na rysunku 33. Sygnał cyfrowy (zerojedynkowy) moduluje fazowo sinusoidalną falę nośną. Przebieg sinusoidalny ma wiele wspólnego z ruchem obrotowym i jednemu pełnemu okresowi takiego przebiegu odpowiada obrót o 360 stopni (2rc).

Rys. 33

\ł

kąt 1BO°

\ nradlanów

A

amplituda

Elektronika dla Wszystkich Maj 2006 63