4.3.1. АМПЛИТУДНАЯ МОДУЛЯЦИЯ

При двоичной амплитудной модуляции, показанной на рис. 4.25, во втором ряду, принято, что логическая единица передается амплитудой А, логический нуль — амплитудой При двоичной амплитудной модуляции с амплитудами в общем случае глубина модуляции определяется как Для передачи данных применяется почти исключительно глубина модуляции 100%, как и показано на рис. 4.25, во втором ряду. Из рис. 4.25 видно также, что форма спектра первичного сигнала, если учесть коэффициент 2 из-за появления двух боковых полос,

сохраняется. Далее, Прежде чем речь пойдет о возможностях обеспечения более высоких удельных скоростей за счет передачи с частично подавленной боковой полосой, передачи с помощью двух сдвинутых на 90° сигналов в одной полосе частот и за счет использования много позиционных сигналов, мы вначале подробнее рассмотрим модуляцию с двумя боковыми полосами.

4.3.1.1. АМПЛИТУДНАЯ МОДУЛЯЦИЯ С ДВУМЯ БОКОВЫМИ ПОЛОСАМИ

Чтобы облегчить дальнейшее рассмотрение, «а рис. 4.26 показана основная структура системы передачи с амплитудной модуляцией и указаны обозначения сигналов и спектров.

Рис. 4.26. Система связи с применением амплитудной модуляции с двумя боковыми полосами: ФПС — фильтр первичного сигнала; модулятор; Фпрд — фильтр передатчика; КС - канал связи; Фпрм — фильтр приемника; Д - демодулятор; — фильтр нижних частот приемника; генератор несущей; синхронизированный генератор опорного сигнала

Предполагается, что в распоряжении имеется полоса шириной и частота несущего колебания

лежит в середине полосы передачи.

Таким образом, передача осуществляется в полосе частот

В эту область переносится спектр первичного сигнала

В результате модуляции несущего колебания сигналом получается сигнал, имеющий спектр

При этом предполагается, что полоса частот первичного сигнала как было отмечено в разд. 4.1, ограничена с помощью

фильтра ФПС, показанного на рис. 4.26, чтобы не создавать пот мех для соседних частотных полос. Если этот фильтр ограничивает спектр первичного сигнала полосой то в полосе передачи на положительных частотах нет компонент, принадлежащих в (4.16).

Рис. 4.27. (см. скан) Амплитудные и фазовые спектры первичного сигнала и сигнала амплитудной модуляции с двумя боковыми полосами

При модуляции получаются две боковые полосы, амплитудные характеристики которых располагаются симметрично, а фазовые характеристики — антисимметрично по отношению к (см. рис. 4.27б, правая половина). В дальнейшем наряду с рассматриваются и

компоненты (расположенные расположенные в области отрицательных частот), так как при демодуляции они участвуют в формировании спектра первичного сигнала.

Показанный на рис 4.26 модулятор чаще всего действует как переключатель, меняющий полярность первичного сигнала с интервалом времени Соотношение (4.16) справедливо при условии, что компоненты сигнала с частотами появляющиеся при модуляции такого прямоугольного несущего колебания:

подавляются фильтром передатчика (Фцрд).

Как показано на рис. 4.26, модулированный сигнал проходит через фильтр передатчика, канал связи и приемный фильтр, имеющие результирующую частотную характеристику

Тогда, как для преобразования Фурье модулированного сигнала на входе демодулятора с учетом (4.16) получаем

Компонента умножается на комплексно сопряженную частотную характеристику поскольку удовлетворяет необходимому для преобразования Фурье вещественного сигнала требованию (см. разд. 4.1.1)

Как видно из рис. спектр принятого сигнала уже не обладает симметрией, присущей так как в общем случае реальные фильтры и каналы связи имеют несимметричные частотные характеристики.

Для восстановления гсрвичного сигнала принятый сигнал должен демодулироваться в приемнике.

При передаче с двумя боковыми полосами имеется особенно простая возможность некогерентного выделения огибающей путем двухполупериодного выпрямления при условии, что передается остаток несущей, амплитуда которого больше или равна наивысшей амплитуде первичного сигнала. Однако при передаче данных используют, главным образом, когерентную, т. е. синхронную с несущей, демодуляцию, при которой на приеме из сигнала выделяется сигнал синхронный с несущим колебанием. При некогерентном детектировании имеют место большие искажения Смодулированного первичного сигнала, вызванные неравномерностью затухания и ГВЗ фильтров и канала связи, что ведет к

большей чувствительности передачи к помехам [4.8, 31] по сравнению с когерентной демодуляцией.

Для когерентной демодуляции принимаемый сигнал должен быть умножен на опорный сигнал (см. разд.

4.4.2), имеющий амплитуду и фазу несущего колебания, так что спектр на выходе умножителя

Высокочастотные компоненты обозначенные как подавляются низкочастотным фильтром приемника (ФНЧпрм, см. рис. 4.26), и для спектра первичного сигнала получаем выражение

Две компоненты на рис. для ясности изображены друг под другом. Они получаются из спектральных составляющих и II на рис. путем сдвига на или Система амплитудной модуляции эквивалентна некоторому фильтру нижних частот с передаточной функцией (4.17) из двух компонент, выражающих амплитудные и фазовые спектры боковых полос.

Системы, использующие амплитудную модуляцию с двумя боковыми полосами, удовлетворяют поставленным в разд. 4.1 требованиям, если каждая из боковых полос в отдельности отвечает условиям Найквиста.

Соображения, касающиеся формирования импульсов и удельной скорости передачи, а также передачи многопозиционными сигналами, применимы, таким образом, и в данном случае. Поскольку, однако, эта скорость из-за наличия двух боковых полос вдвое меньше, чем при передаче в первичной полосе частот, то рассматриваемые ниже возможности ее повышения приобретают особое значение.