1.6. КОЛЕБАНИЯ ПРИ ИМПУЛЬСНОЙ МОДУЛЯЦИИ

В ряде систем связи, телеметрии и других нередко используется многоступенчатая (двух- или трехступенчатая) модуляция.

На первом этапе (ступени) модуляции первичным сигналом (рис. 1.15а) подвергается переносчик иного вида: периодическая последовательность прямоугольных импульсов (рис. 1.156). Этот переносчик характеризуется: амплитудой шириной (длительностью) частотой следования и временным положением центров импульсов , где соответствует середине первого импульса,

Различают четыре вида импульсной модуляции, заключающихся в пропорциональном сигналу изменении одного из параметров данного переносчика:

амплитудно-импульсную модуляцию (АИМ), при которой изменяется амплитуда:

широтно-импульсную модуляцию (ШИМ), при которой изменяется ширина импульса:

фазово-импульсную или временную импульсную (ВИМ) модуляцию, при которой изменяется время действия (фаза) импульса:

Рис. 1.15 (см. скан)

частотно-импульсную модуляцию (ЧИМ), заключающуюся в изменении частоты следования импульсов:

На рис. 1.15 б-е представлены сигналы, получающиеся при различных видах импульсной модуляции, первичным сигналом Эти модулированные видеоимпульсы обладают относительно широким спектром частот, начинающимся со сравнительно низкочастотных

компонент, что затрудняет их передачу по каналам связи. Поэтому осуществляется следующая (вторичная) модуляция гармонического высокочастотного колебания частоты последовательностью видеоимпульсов. Вторичная модуляция может быть амплитудной, частотной или фазовой. В результате получаются колебания: АИМ-ЧМ, ШИМ-AM, ФИМ-AM и др. Они и передаются по линиям связи. В результате АИМ-AM модуляции образуются высокочастотные радиоимпульсы, приведенные на рис. 1.16 в.

Рис. 1.16

Для определения спектра АИМ-AM колебания удобно несколько иначе представить порядок его формирования: считать, что сначала производится формирование радиоимпульсов в результате умножения периодической последовательности прямоугольных импульсов на гармоническое колебание а затем — модуляция амплитуды радиоимпульсов. На рис. 1.16а-в изображены преобразуемые сигналы, а на рис. 1.16г-е - соответствующие им спектры. Раскладываем последовательность прямоугольных импульсов рис. 1.16с в ряд Фурье

На рис. построен спектр Немодулированныё радиоимпульсы рис. 1.16 б можно записать как

Их спектр содержит компоненту несущей частоты с амплитудой и боковые частоты с амплитудами В результате амплитудной модуляции этих радиоимпульсов сигналом получаем

Для простейшего первичного сигнала

где Напряжение (1.53) отличается от (1.52) дополнительной модуляцией каждой его компоненты частотой приводящей к образованию около каждой компоненты спектра радиоимпульсов (1.52) двух боковых частот, сдвинутых на

Обычно для импульсной модуляции используются импульсы большой скважности 1), а частота их следования превышает наивысшую модулирующую частоту сигнала . В этих условиях ширина спектра Доз модулированных и немодулированных радиоимпульсов примерно одинакова (рис. 1.16 д и е) и равна удвоенной ширине спектра импульсного переносчика:

Расчет спектров сигналов, получающихся при других способах щервичной и вторичной модуляции, заметно сложнее, чем для сигналов АИМ-AM, и рассматривается в специальной литературе.