Понятия модуляции и демодуляции

Модуляция – процесс изменения одного или нескольких параметров несущей (поднесущей) в соответствии с изменениями параметров передаваемого сигнала или других сигналов, воздействующих на неё (ГОСТ 24375-80).

Устройство, предназначенное для получения модулированного сигнала, называется модулятором (рис. 1).

Рис. 1. Формирование модулированного сигнала

Известно, что первичный электрический сигнал по каналу связи не передается, т.к. у него мало напряжения и низкая частота. Допустим, нужно передать первичный телефонный сигнал по радиоканалу. Максимальная частота первичного телефонного сигнала f_max =4 кГц, тогда длина вибратора антенны должна быть l = l /4, где , что, конечно, не реально. В этом случае нужно повышать f_max.

Демодуляция – процесс восстановления первичного электрического сигнала из высокочастотного модулированного сигнала.

При передаче непрерывных сообщений широкое применение находят аналоговые виды модуляции, при которых передаваемое сообщение U_W (t) определяет закон изменения некоторого параметра сигнала.

Помимо аналоговых видов модуляции, существуют и неаналоговые, когда в соответствии с передаваемым сообщением изменяется не какой-нибудь параметр сигнала, а полностью весь сигнал. Эти виды модуляции основаны на дискретизации непрерывного сообщения. Например, ИКМ, дельта-модуляция.

При передаче сообщения, представленного дискретными символами, вместо термина «модуляция» применяется термин «манипуляция», а само колебание называется манипулированным.

Вывод: необходимость модуляции вызвана обеспечением необходимости создания маневренных систем связи, согласованием свойств сигнала с характеристиками среды распространения; более эффективным использованием линий связи.

2. Сигналы с аналоговой модуляцией. Основные понятия и
определения

Формирование модулированных колебаний (модуляция) предполагает взаимодействие двух колебаний: управляющего - модулирующего и вспомогательного - несущего. Суть управляющего воздействия заключается в том, что некоторый параметр несущего колебания получает приращение Dg(t) пропорциональное U_W(t). В качестве несущих колебаний широко используются гармонические или импульсные колебания, частота w, которых значительно превосходит верхнюю частоту W_max модулирующего сигнала. Т.е. по отношению U_w(t) сигнал U_W(t) меняется очень медленно [на период сигнала U_W(t) приходятся сотни тысяч периодов колебания U_w(t) ].

Выполнение данного условия

w >> W (1)

необходимо для достаточно полного отображения модулирующего сигнала в несущем колебании. В качестве модулирующего сигнала используют рассмотренные ранее первичные сигналы.

Гармоническое несущее колебание U_w(t)

U_w(t) = U_m cos (w_H t + j₀) (2)

характеризуется амплитудой U_m, частотой w_H и начальной фазой j₀. Изменяя во времени любой из этих параметров можно получить амплитудно-модулированные (АМ), частотномодулированные (ЧМ), фазомодулированные (ФМ) сигналы.

В этих видах модуляции несущим колебанием является непрерывная синусоида, посылаемая в канал тогда, когда передаваемое сообщение U_W(t) тождественно равно нулю.

Значительная группа импульсных аналоговых видов модуляции основана на использовании в качестве несущего колебания периодической последовательности импульсов некоторой формы.

Вывод: таким образом, в зависимости от изменения параметра импульсов различают:

- Амплитудно-импульсная модуляция (АИМ) – изменение амплитуды;

- Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) – изменение длительности;

- Фазо-импульсная модуляция (ФИМ) – изменение положения во времени;

- интервально-импульсная модуляция – изменение длительности интервала между импульсами.