ІМПУЛЬСНА МОДУЛЯЦІЯ (ІМ) - Студопедія
Імпульсна модуляція (ІМ) не є насправді якимось особливим типом модуляції. Цей термін характеризує швидше вигляд модулюючого сигналу. Далі розрізняють імпульсну амплітудну та імпульсну частотну модуляції. Тут враховують те, яким чином інформація представлена за допомогою імпульсу або ряду імпульсів. Можна розглядати як модульовану величину амплітуду імпульсу, або його ширину, або його положення в послідовності імпульсів і т. д. Отже, існує велика різноманітність методів імпульсної модуляції. Всі вони використовують як форму передачі або AM, або ЧС.
Мал. 3.7. Послідовність імпульсів, що відображають число 37 у двійково-десятковому коді (молодший значний розряд перший).
Імпульсна модуляція може бути використана передачі як цифрових, і аналогових форм сигналу. Коли йдеться про цифрові сигнали, ми маємо справу з логічними рівнями - високим і низьким - і можемо модулювати несучу (за допомогою АМ або ЧС) поряд імпульсів, що становить цифрове значення. Наприклад, якщо для числа 37 передається код ДКД (двійково-кодоване десяткове число) 00110111, то для несучої модуляції просто повинна використовуватися зазначена послідовність нулів і одиниць. Кожен нуль може бути рівнем 0В, а кожна одиниця - рівнем, наприклад, 5В. Утворена в результаті послідовність імпульсів показано на рис. 3.7 разом з рядком синхронізуючих імпульсів, необхідних для ідентифікації положення одиниць і нулів. У зазначеній послідовності важливим є порядок імпульсів. Спочатку передається МЗДР (молодший десятковий розряд) 7, а потім СЗДР (старший десятковий розряд) 3. У кожному десятковому розряді на першому місці старшийдвійковий розряд (біт).
Відзначимо, що навіть якщо всі імпульси мають повну амплітуду 5 В, зазвичай допускається зміна цифрових рівнів у широкому діапазоні напруг, що не призводить до порушення нормальної роботи системи. Наприклад, логічний рівень «1» може змінюватись у межах від 2,4 до 5,5 В.
При використанні імпульсних методів передачі аналогових сигналів необхідно спочатку перетворити аналогові дані в імпульсну форму. Це перетворення також відноситься до модуляції, так як аналогові дані використовуються для модулювання (зміни) послідовності імпульсів або імпульсної піднесе. На рис. 8 а показана модуляція синусоїдальним сигналом амплітуд послідовності імпульсів.
Рис.3. 8. Форма сигналів амплітудно-імпульсної модуляції.
а-форма модульованого сигналу; б-відтворена форма сигналу при низькій частоті проходження імпульсів, Т1 - період послідовності імпульсів; - відтворена форма сигналу при високій частоті проходження імпульсів, Т2 - період послідовності імпульсів.
Амплітуда кожного імпульсу в модульованій послідовності залежить від миттєвого значення аналогового сигналу. Синусоїдальний сигнал може бути відновлений із послідовності модульованих імпульсів шляхом простої фільтрації. На рис.3. 8 б графічно показаний процес відновлення початкового сигналу шляхом з'єднання вершин імпульсів прямими лініями. Проте відновлена на рис. 3.8 б форма коливань не є хорошим відтворенням початкового сигналу через те, що число імпульсів на період аналогового сигналу невелико. При використанні більшої кількості імпульсів, тобто при більшій частоті проходження імпульсів у порівнянні з частотою модулюючого сигналу, може бути досягнуто,краще відтворення (рис. 3.8, в). Цей процес амплітудно-імпульсної модуляції (АІМ), що відноситься до модуляції піднесе послідовності імпульсів, може бути виконаний шляхом вибірки аналогового сигналу через постійні інтервали часу імпульсами вибірки з фіксованою тривалістю. Імпульси вибірки - це імпульси, амплітуди яких дорівнюють величині початкового аналогового сигналу на момент вибірки. Частота вибірки (число імпульсів на секунду) має бути, принаймні, вдвічі більшою, ніж найвища частота аналогового сигналу. Для кращого відтворення частота вибірки зазвичай встановлюється в 5 разів більшої за найвищу частоту модуляції.
АІМ є лише одним типом імпульсної модуляції. Крім нього існують:
ШІМ – широтно-імпульсна модуляція (модуляція імпульсів за тривалістю);
ЧІМ – частотно-імпульсна модуляція;
КІМ – кодово-імпульсна модуляція.
Широтно-імпульсна модуляція перетворює рівні вибірок. напруг у серії імпульсів, тривалість яких прямо пропорційна амплітуді напруг вибірок (рис. 3.9, а). Зазначимо, що амплітуда цих імпульсів стала; відповідно до модулюючого сигналу змінюється лише тривалість імпульсів. Інтервал вибірки – інтервал між імпульсами – також фіксований.
Частотно-імпульсна модуляція перетворює рівні вибірок напруги в послідовність імпульсів, миттєва частота яких, або частота повторення, безпосередньо пов'язана з величиною напруги вибірок. І тут амплітуда всіх імпульсів однакова, змінюється лише їхня частота. По суті, все аналогічно звичайної частотної модуляції, лише несуча має несинусоїдальну форму, як у випадку звичайної ЧС; вона складається із послідовності імпульсів.
Кодово-імпульснамодуляція перетворює вибірки напруги кодоване повідомлення. Наприклад, дискретний рівень, що дорівнює 5,5, може бути представлений двійковим числом 101,101 = 5,5 за допомогою аналого-цифрового перетворювача. Кодове повідомлення 101,101 є деякою вибіркою напруги Vs. Подібним кодуванням (у разі двійковим кодом) перетворять кожну вибірку. Послідовність таких кодових повідомлень є серією чисел, що описують послідовні вибірки. Код може бути будь-яким: двійковим з шістьма розрядами, як поданий вище, або двійковим кодом з N розрядами, або двійково-кодованим десятковим тощо (рис. 3.7).
Мал. 3.9. Широтно-імпульсна модуляція.
Наведені вище модуляційні схеми - лише деякі представники великої кількості використовуваних методів. Підкреслимо, що розглянута тут ІМ-модуляція відноситься до модуляції піднесе, тобто модуляції послідовності імпульсів, які використовуються в системах AM або ЧС. Йдеться про дві наступні один за одним модуляції. По-перше, інформація модулює послідовність імпульсів. Тут може бути використана АІМ, ШИМ, ЧИМ, КІМ або будь-який інший вид модуляції. По-друге, містить інформацію, що піднесе, модулює синусоїдальну несучу.
Частотно-імпульсна модуляція синусоїдальної несучої призводить до Dwн-девіації частоти несучої стрибкоподібного відхилення від несучої. Наприклад, частотна модуляція логічних рівнів «0» і «1» (0 і 5В) дає дві частоти - wн (для логічного рівня «0») і wн + Dwн (для рівня «5»). По суті ми просто зрушуємо частоту несучої від ш до wн + Dwн для зображення логічного рівня «1». Цей тип частотної модуляції називається також частотною маніпуляцією і зазвичай використовується в передачі сигналів за допомогоютелеграфу та інших цифрових пристроїв зв'язку. Для відновлення логічних рівнів із частотно-маніпульованої несучої може бути використана ланцюг фазової автопідстроювання (ФАП).
Чи не знайшли те, що шукали? Скористайтеся пошуком: