3.6. МОДУЛЯЦИЯ И ДЕТЕКТИРОВАНИЕ ПРИ ИМПУЛЬСНОМ ПЕРЕНОСЧИКЕ

В импульсных системах передачи энергия сигнала излучается не непрерывно (как при гармоническом переносчике), а в виде коротких импульсов. Это позволяет при той же обшей энергии излучения, что и при непрерывном переносчике, увеличить пиковую (максимальную) мощность в импульсе и тем самым повышать помехоустойчивость приёма. В качестве переносчика первичного сигнала в импульсных системах связи используют периодическую последовательность видео- и радиоимпульсов.

Периодическая последовательность видеоимпульсов где форма одиночного импульса, характеризуется следующими параметрами: высотой (амплитудой) длительностью (шириной) частотой следования ( период следования), положением импульсов во времени относительно тактовых точек. Изменяя один из перечисленных параметров в соответствии с изменением модулирующего сигнала можно получить четыре основных вида импульсной модуляции (ИМ) видеоимпульсов: амплитудно-импульсную модуляцию (АИМ), модуляцию импульсов по длительности или ширине (ДИМ или ШИМ), частотно-импульсную модуляцию (ЧИМ), времяимпульсную модуляцию (ВИМ).

На рис. 3.33, а изображена периодическая прямоугольная импульсная последовательность На рис. 3.33, б изображён передаваемый первичный сигнал (для простоты этот сигнал принимает на интервале анализа лишь три значения). На рис. 3.33 (в, г, д, е) показаны сигналы АИМ, ШИМ, ЧИМ, ВИМ. Вертикальными штриховыми линиями отмечены положения немодулированных импульсов во времени (тактовые точки). Предполагается, что при всех видах ИМ изменения соответствующего параметра пропорциональны значениям модулирующей функции.

Рис. 3 33. (см. скан) Временные диаграммы различных видов импульсной модуляции

Частота следования импульсов в импульсных системах связи определяется максимальной частотой первичного сигнала Действительно, в импульсных системах связи передаются лишь дискретные (во времени) отсчёты первичного сигнала Согласно теореме отсчётов частота дискретизации Частоту и можно выбрать в качестве частоты следования импульсов. Сигнал АИМ можно определить выражением Спектр этого сигнала легко найти как сумму спектров АМ сигналов. Для этого надо периодическую функцию переносчика представить рядом Фурье Спектр АМ сигнала на отдельной поднесущей находим так, как описано в § 3.3.

На рис. 3.34, б показан амплитудный спектр АИМ (на положительных частотах) при модуляции первичным сигналом со спектром, показанным на рис. 3.34, а. Из рис. 3.34, б следует метод детектирования АИМ сигнала: детектирование посредством детектора АМ сигнала

Рис. 3.34. Спектры первичного сигнала (а) и АИМ сигнала на положительных частотах (б) можно ввести на любой из поднесущих Проще всего выполнить детектирование посредством линейного которого отмечена на рис. 3.34, б штриховой линией. Отфнльтровка нежелательных частотных составляющих выполняется тем проще, чем лучше выполняется неравенство или чем меньше интервал дискретизации первичного сигнала). Ограничив ширину спектра АИМ сигнала первым лепестком штриховой огибающей кривой на рис. 3.34, получаем

Обычно выбирают скважность импульсов переносчика достаточно большой, т.е.

Большие временные интервалы между импульсами используют для передачи рабочих импульсов от других источников, т.е. для осуществления многоканальной передачи с временным разделением каналов (см. гл. 9). С учётом (3.90) и (3.91) можно видеть, что

т.е. сигнал при АИМ (это справедливо и при других видах ИМ) занимает значительно более широкую полосу частот, чем первичный сигнал

Для импульсной передачи сообщений по реальным линиям связи обычно сигналом на выходе импульсного модулятора осуществляется вторичная модуляция гармонической несущей. Структурная схема системы связи для этого случая даиа на рис. 3.35. Введены следующие обозначения для отдельных блоков: импульсный модулятор, генератор импульсной несущей; демодулятор канального сигнала, выдающий оценку сигнала импульсный детектор; оценка первичного сигнала, получаемая на выходе ФНЧ.

На рис. 3.33, ж показан сигнал АИМ после вторичной модуляции высокочастотной гармонической несущей по амплитуде. Такая двойная модуляция обозначается АИМ-АМ. На рис. 3.33, з показан сигнал ВИМ после вторичной модуляции гармонической несущей по амплитуде (ВИМ-АМ).

При использовании в качестве несущей периодической последовательности радиоимпульсов можно получить ещё два вида импульсной модуляции: высокочастотную импульсную модуляцию по частоте (ВЧИМ) и высокочастотную импульсную модуляцию по фазе

Рис. 3.35. Двухступенчатая схема передачи сообщений: на первой ступени - импульсная несущая, на второй ступени - гармоническая несущая

Сигнал при этих видах модуляции показан на рис. 3.33, u и рис. 3.33, k. Отметим, что сигнал называют также сигналом высокочастотной временной импульсной модуляции

Детектирование сигналов (или детектирование сигналов на второй ступени демодуляции), которые часто используются на практике, можно проводить различными методами. Один из них — превращение в Для этого интегрирующее устройство включается при нулевых начальных условиях в тактовый интервал и выключается при появлении переднего фронта импульса сигнала Уровни сигнала на интеграторе определяют сигнал Последний детектируется обычным образом.