Импульсная модуляциия

Все виды модуляциии подразделяются на непрерывные и импульсные. Непрерывная модуляциия - АМ, ЧМ и ФМ. Переносчиком сигнала является непрерывный сигнал с некоторой несущей частотой. Импульсные виды модуляциии используют переносчик в виде последовательности прямоугольных импульсов. Параметры импульсного сигнала : амплитуда (U m) период или частота (Т или f = 1/T) длительность импульса (t u ) фаза импульсов ( ). Рисунок 1 – Переносчик сигнала Импульсная модуляциия – изменение какого-либо параметра серии импульсов под действием сообщения.

Амплитудно-импульсная модуляциия Переносчиком сообщения в амплитудно-импульсной модуляциии (АИМ) является серия прямоугольных импульсов. Под воздействием мгновенных значений сообщения (тока или напряжения) амплитуда импульсов переносчика изменяется, как показано на рисунке. U – амплитуда «несущей» (переносчика сообщения), - длительность импульсов «несущей».

Выражение для амплитуды модулированных импульсов можно записать следующим образом: – амплитуда модулированных импульсов; – глубина модуляциии при АИМ; – угловая частота сообщения – амплитуда немодулированных импульсов;

Импульсы, модулированные по амплитуде, обладают спектром, отличающимся от немодулированной последовательности тем, что вокруг каждой составляющей спектра немодулированной последовательности появляются боковые частоты Рисунок 3 – а) Спектр модулирующего колебания; б) Спектр несущего колебания в) Амплитудно-частотный спектр АИМ Демодуляциию АИМ сигнала можно выполнить фильтром нижних частот без дополнительных преобразований

Широтно- импульсная модуляциия При широтно-импульсной модуляциии (ШИМ) под действием мгновенных значений сообщения изменяется длительность или ширина импульсов переносчика (см. рисунок 4), расширяясь при увеличении мгновенного значения сообщения и сужаясь при его уменьшении (за счёт положения заднего фронта импульса). Частота и амплитуда импульсов при ШИМ не изменяются. Рисунок 4 Временная диаграмма широтно-импульсной модуляции

Спектр частот ШИМ аналогичен спектру АИМ с той лишь разницей, что при ШИМ вокруг каждой гармоники «несущей» имеется не две, а несколько пар боковых частот. Рисунок 5 Спектр ШИМ. Демодуляциия ШИМ.

Полоса частот ШИМ определяется выражением: где – минимальная длительность импульсов ШИМ. Помехоустойчивость ШИМ значительно выше помехоустойчивости АИМ.

Широтно-импульсная модуляциия и фазоимпульсная модуляциия (ФИМ) объединяются общим понятием – времяимпульсная модуляциия (ВИМ). При ФИМ в зависимости от мгновенного значения сообщения: импульс сдвигается вправо на при увеличении мгновенного значения и влево на – при его уменьшении. При синусоидальном сообщении сдвиг, или девиация, импульса определяется выражением (см. рисунок 6): Фазоимпульсная модуляциия Рисунок 6 - Временная диаграмма фазоимпульсной модуляциии Полоса частот при ФИМ определяется длительностью импульса, которая в процессе модуляциии не изменяется.. Спектр ФИМ-сигнала имеет такую же структуру, что и ШИМ-сигнал. Только боковые спектры затухают медленнее.

Частотно-импульсная модуляциия В случае частотно-импульсной модуляциии (ЧИМ) при увеличении мгновенного значения сообщения частота импульсов возрастает, а при уменьшении – снижается (см. рисунок 7). При этом длительность импульсов остаётся постоянной. Рисунок 7 - Временная диаграмма частотно-импульсной модуляциии Спектр ЧИМ- сигнала подобен спектрам ВИМ- сигналов