Виды модуляции сигналов. Детектирование. Тема 2.1.2

Август 22, 2022

Главная
Разное
Виды модуляции сигналов. Детектирование. Тема 2.1.2

Содержание

2. Виды модуляции сигналов. Детектирование. Тема 2.1.2
3. Основные вопросы 1. Определение 2. Виды модуляции 2.1 Аналоговая модуляция 2.2 Цифровая модуляция 2.3 Импульсная модуляция
4. Назначение Модуляция сигнала необходила для трансформации исходного сигнала, чтобы требования, предъявляемые к занимаемой сигналом полосе частот,
5. Определение Модуляция - это процесс, посредством которого сообщения преобразуются в сигналы, совместимые с требованиями, налагаемыми каналом
6. Определение Передаваемая информация заложена в управляющем (модулирующем) сигнале, а роль переносчика информации выполняет высокочастотное колебание, называемое
7. Определение В качестве несущего могут быть использованы колебания различной формы (прямоугольные, треугольные и т. д.), однако
8. Виды модуляции
9. Аналоговая амплитудная модуляция Амплитудная модуляция - вид модуляция, при которой изменяемым параметром несущего сигнала является его
10. Аналоговая амплитудная модуляция В процессе амплитудной модуляции несущего колебания: Его амплитуда должна меняться по закону:
11. Аналоговая амплитудная модуляция e(t) – модулирующий сигнал. Если модулирующий сигнал является гармоническим модулированный сигнал будет равен:
12. Аналоговая амплитудная модуляция Спектр такого сигнала будет состоять из трех высокочастотных составляющих:
13. Аналоговая амплитудная модуляция
14. Аналоговая частотная модуляция При частотной модуляции значение несущей частоты ω(t) связано с модулирующим сигналом e(t) Если
15. Аналоговая частотная модуляция Частотно-модулированный сигнал запишется в виде: где: Спектр аналогичен АМ.
16. Аналоговая частотная модуляция
17. Аналоговая фазовая модуляция При фазовой модуляции полная фаза несущего колебания изменится пропорционально модулирующему сигналу: Если модулирующий
18. Аналоговая фазовая модуляция Соотношение для ФМ-сигнала:
19. Аналоговая фазовая модуляция Для фазовой и частотной модуляции девиация частоты (максимальное отклонение частоты от частоты несущей):
20. Аналоговая фазовая модуляция
21. Модуляция цифровых сигналов Информация преобразовывается в двоичные цифры с помощью кодера (coder, АЦП). Аналоговая информация форматируется
22. Модуляция цифровых сигналов Цифры необходимо передать через некоторый канал, такой как пара проводников или коаксиальный кабель.
23. Модуляция цифровых сигналов В случае радиопередачи импульсы заданной формы модулируют синусоиду, называемую несущей волной (carrier wave),
24. Модуляция цифровых сигналов Полосовая модуляция — это процесс преобразования цифрового информационного сигнала в синусоидальную волну; при
25. Импульсная модуляция К методам импульсной модуляции относят: амплитудно-импульсная модуляция (pulse-amplitude modulation - РАМ) импульсно-кодовая модуляция (pulse-code
26. Амплитудно-импульсная модуляция Результатом процесса дискретизации является сигнал в амплитудно-импульсной модуляции (pulse-amplitude modulation - РАМ).
27. Амплитудно-импульсная модуляция Такое название возникло потому, что выходящий сигнал можно описать как последовательность импульсов с амплитудами,
28. Амплитудно-импульсная модуляция Дискретные данные на рис. б не совместимы с цифровой системой, поскольку амплитуда каждой естественной
29. Импульсно-кодовая модуляция Импульсно-кодовая модуляция (pulse-code modulation - PCM) - это название, данное классу узкополосных сигналов, полученных
30. Импульсно-кодовая модуляция Исходная информация дискретизируется и квантуется в один из L уровней; после этого каждая квантованная
31. Импульсно-кодовая модуляция Рассмотрим рис., на котором представлена бинарная импульсно-кодовая модуляция. Предположим, что амплитуды аналогового сигнала ограничены
32. Импульсно-кодовая модуляция Каждый кодовый номер имеет представление в двоичной арифметике - от 000 для кодового номера
33. Импульсно-кодовая модуляция
34. Импульсно-кодовая модуляция Пример представления двоичных цифр в форме сигналов: а) последовательность PCM; б) импульсное представление последовательности
35. Импульсно-кодовая модуляция При применении импульсной модуляции к недвоичному символу получаем сигнал, называемый М-арным импульсно-модулированным
36. Импульсно-кодовая модуляция Сигналы РСМ делятся на четыре группы. 1. Без возврата к нулю (nonreturn-to-zero - NRZ)
37. Импульсно-кодовая модуляция
38. Импульсно-кодовая модуляция Самыми используемыми сигналами РСМ являются, пожалуй, сигналы в кодировках NRZ. Группа кодировок NRZ включает
39. Импульсно-кодовая модуляция Может возникнуть вопрос, почему так много различных сигналов РСМ? Неужели так много уникальных приложений
40. Импульсно-кодовая модуляция Если информационные выборки вначале квантуются, превращаясь в символы М-арного алфавита, а затем модулируются импульсами,
41. Импульсно-кодовая модуляция Ранее сигналы РСМ описывались как двоичные, имеющие два значения амплитуды (например, кодировки NRZ, RZ).
42. Фазово- импульсная модуляция М-арная фазово-импульсная модуляция (РРМ) сигнала осуществляется через задержку (или упреждение) появления импульса на
43. Широтно-импульсная модуляция Широтно-импульсная модуляция (PDM) осуществляется посредством измерения ширины импульса на величину, соответствующую значению символа.
45. Методы цифровой полосовой модуляции При полосовой модуляции несущая представляет собой обычную синусоиду. Как и в случае
46. Методы цифровой полосовой модуляции Если для обнаружения сигналов приемник использует информацию о фазе несущей, процесс называется
47. Методы цифровой полосовой модуляции При идеальном когерентном обнаружении приемник содержит прототипы каждого возможного сигнала. Эти сигналы-прототипы
48. Методы цифровой полосовой модуляции Виды когерентной модуляции/демодуляции: фазовая манипуляция (phase shift keying — PSK), частотная манипуляция
49. Методы цифровой полосовой модуляции Некогерентная демодуляция относится к системам, использующим демодуляторы, спроектированные для работы без знания
51. Фазовая манипуляция (PSK) Сигнал в модуляции PSK имеет следующий вид. Здесь фазовый член может принимать M
52. Фазовая манипуляция (PSK) Параметр Е — это энергия символа, Т — время передачи символа. На рис.
53. Амплитудная манипуляция Сигнал в амплитудной манипуляции (amplitude shift keying — ASK), изображенной на рис. описывается выражением
54. Амплитудная манипуляция где амплитудный член может принимать М дискретных значений На рис. М выбрано равным 2,
55. Частотная манипуляция Выражение для сигнала в частотной манипуляции (frequency shift keying — FSK) имеет следующий вид
56. Демодуляция и обнаружение Пусть бинарная полосовая система передает один из двух возможных сигналов, обозначаемых как Для
57. Демодуляция и обнаружение Принятый сигнал искажается вследствие воздействия шума и, возможно, неидеальной импульсной характеристики канала и
58. Демодуляция и обнаружение
59. Демодуляция и обнаружение В блоке демодуляции и дискретизации изображен принимающий фильтр (по сути, демодулятор), выполняющий восстановление
60. Демодуляция и обнаружение За принимающим фильтром может находиться выравнивающий фильтр (equalizing filter), или эквалайзер (equalizer); он
61. Демодуляция и обнаружение Преобразование сигнала в выборку, выполняется демодулятором и следующим за ним устройством дискретизации. В
62. Демодуляция и обнаружение Далее принимается решение относительно цифрового значения выборки (выполняется обнаружение). Предполагается, что шум является
63. Демодуляция и обнаружение Поскольку z(T) является сигналом напряжения, пропорциональным энергии принятого символа, то чем больше амплитуда
64. Демодуляция и обнаружение гипотеза Н1 выбирается при z(T)>γ, а Н2 - при z(T) Выбор Н1, равносилен
65. Контрольные вопросы 1. Модуляция - это ... 2. Несущиий сигнал (колебания) - это ... 3. В
67. Скачать презентацию

Слайд 2

Виды модуляции сигналов. Детектирование.
Тема 2.1.2

Слайд 3

Основные вопросы
1. Определение
2. Виды модуляции
2.1 Аналоговая модуляция
2.2 Цифровая

модуляция
2.3 Импульсная модуляция
3. Демодуляция и обнаружение

Слайд 4

Назначение
Модуляция сигнала необходила для трансформации исходного сигнала, чтобы требования, предъявляемые

к занимаемой сигналом полосе частот, были выполнены, а сам исходный сигнал можно было восстановить.

Слайд 5

Определение
Модуляция - это процесс, посредством которого сообщения преобразуются в сигналы, совместимые

с требованиями, налагаемыми каналом передачи данных.
Модуляция — процесс изменения одного или нескольких параметров высокочастотного несущего колебания по закону низкочастотного информационного сигнала (сообщения).

Слайд 6

Определение
Передаваемая информация заложена в управляющем (модулирующем) сигнале, а роль переносчика информации

выполняет высокочастотное колебание, называемое несущим.
Модуляция, таким образом, представляет собой процесс «посадки» информационного колебания на заведомо известную несущую.

Слайд 7

Определение
В качестве несущего могут быть использованы колебания различной формы (прямоугольные, треугольные

и т. д.), однако чаще всего применяются гармонические колебания.
В зависимости от того, какой из параметров несущего колебания изменяется, различают вид модуляции (амплитудная, частотная, фазовая и др.). Модуляция дискретным сигналом называется цифровой модуляцией или манипуляцией.

Слайд 8

Виды модуляции

Слайд 9

Аналоговая амплитудная модуляция
Амплитудная модуляция - вид модуляция,
при которой изменяемым параметром

несущего сигнала является его амплитуда

Слайд 10

Аналоговая амплитудная модуляция
В процессе амплитудной модуляции несущего колебания:
Его амплитуда должна меняться

по закону:

Слайд 11

Аналоговая амплитудная модуляция
e(t) – модулирующий сигнал.
Если модулирующий сигнал является гармоническим
модулированный сигнал

будет равен:

- коэффициент усиления.

где Е0 — амплитуда; Q = 2п/Т{ = 2nF— угловая частота модуляции;
F — циклическая частота модуляции; Т{ — период модуляции;
0О — начальная фаза.

Слайд 12

Аналоговая амплитудная модуляция
Спектр такого сигнала будет состоять из трех высокочастотных составляющих:

Слайд 13

Аналоговая амплитудная модуляция

Слайд 14

Аналоговая частотная модуляция
При частотной модуляции значение несущей частоты ω(t) связано с

модулирующим сигналом e(t)

Если модулирующий сигнал является гармоническим

Слайд 15

Аналоговая частотная модуляция
Частотно-модулированный сигнал запишется в виде:
где:
Спектр аналогичен АМ.

Слайд 16

Аналоговая частотная модуляция

Слайд 17

Аналоговая фазовая модуляция
При фазовой модуляции полная фаза несущего колебания изменится пропорционально

модулирующему сигналу:

Если модулирующий сигнал является гармоническим

Слайд 18

Аналоговая фазовая модуляция
Соотношение для ФМ-сигнала:

Слайд 19

Аналоговая фазовая модуляция
Для фазовой и частотной модуляции девиация частоты (максимальное отклонение

частоты от частоты несущей):

Слайд 20

Аналоговая фазовая модуляция

Слайд 21

Модуляция цифровых сигналов
Информация преобразовывается в двоичные цифры с помощью кодера (coder,

АЦП).
Аналоговая информация форматируется с использованием трех отдельных процессов: дискретизации (sampling), квантования (quantization) и кодирования (coding). Во всех случаях после форматирования получается последовательность двоичных цифр.

Слайд 22

Модуляция цифровых сигналов
Цифры необходимо передать через некоторый канал, такой как пара

проводников или коаксиальный кабель.
При этом никакой канал использовать нельзя, пока двоичные цифры не будут преобразованы в сигналы, совместимые с этим каналом.
Для узкополосных каналов такими совместимыми сигналами являются импульсы.
Преобразование потока битов в последовательность импульсных сигналов называется импульсная модуляция (узкополосная модуляции).

Слайд 23

Модуляция цифровых сигналов
В случае радиопередачи импульсы заданной формы модулируют синусоиду, называемую

несущей волной (carrier wave), или просто несущей (carrier), затем следует передача на нужное расстояние с использованием радиочастот; для этого несущая преобразовывается в электромагнитное поле.

Слайд 24

Модуляция цифровых сигналов
Полосовая модуляция — это процесс преобразования цифрового информационного сигнала

в синусоидальную волну; при цифровой модуляции синусоида на интервале Т называется цифровым символом.
Термин «полосовой» (bandpass) используется для отражения того, что узкополосный сигнал сдвинут несущей волной на частоту, гораздо большую спектральных составляющих.

Слайд 25

Импульсная модуляция
К методам импульсной модуляции относят:
амплитудно-импульсная модуляция (pulse-amplitude modulation - РАМ)
импульсно-кодовая

модуляция (pulse-code modulation PCM)
фазово-импульсная модуляция (pulse-position modulation - PPM)
широтно-импульсная модуляция (pulse-duration modulation - PDM или pulse-width modulation - PWM)

Слайд 26

Амплитудно-импульсная модуляция
Результатом процесса дискретизации является сигнал в амплитудно-импульсной модуляции (pulse-amplitude modulation

- РАМ).

Слайд 27

Амплитудно-импульсная модуляция
Такое название возникло потому, что выходящий сигнал можно описать как

последовательность импульсов с амплитудами, определяемыми выборками входящего сигнала.

Слайд 28

Амплитудно-импульсная модуляция
Дискретные данные на рис. б не совместимы с цифровой системой,

поскольку амплитуда каждой естественной выборки все еще может принимать бесконечное множество возможных значений, а цифровая система работает с конечным набором значений.

Слайд 29

Импульсно-кодовая модуляция
Импульсно-кодовая модуляция (pulse-code modulation - PCM) - это название, данное

классу узкополосных сигналов, полученных из сигналов РАМ путем кодирования каждой квантованной выборки цифровым словом.

Слайд 30

Импульсно-кодовая модуляция
Исходная информация дискретизируется и квантуется в один из L уровней;

после этого каждая квантованная выборка проходит цифровое кодирование для превращения в l-битовое кодовое слово

Слайд 31

Импульсно-кодовая модуляция
Рассмотрим рис., на котором представлена бинарная импульсно-кодовая модуляция.
Предположим, что

амплитуды аналогового сигнала ограничены диапазоном от -4 до +4 В. Шаг между уровнями квантования составляет 1 В. Следовательно, используется 8 квантовых уровней; они расположены на -3.5 - +3.5 В. Уровню -3,5 В присвоим кодовый номер 0, уровню -2,5 - 1 и так до уровня 3,5 В, которому присвоим кодовый номер 7.

Слайд 32

Импульсно-кодовая модуляция
Каждый кодовый номер имеет представление в двоичной арифметике - от

000 для кодового номера 0 до 111 для кодового номера 7.
На оси ординат отложены уровни квантования и их кодовые номера. Каждая выборка аналогового сигнала аппроксимируется ближайшим уровнем квантования.
Под аналоговым сигналом изображены четыре его представления: значения выборок в естественной дискретизации, значения квантованных выборок, кодовые номера и последовательность РСМ.

Слайд 33

Импульсно-кодовая модуляция

Слайд 34

Импульсно-кодовая модуляция
Пример представления двоичных цифр в форме сигналов:
а) последовательность PCM;

б) импульсное представление последовательности PCM;
в) импульсный сигнал (переход между двумя уровнями)

Слайд 35

Импульсно-кодовая модуляция
При применении импульсной модуляции к недвоичному символу получаем сигнал, называемый

М-арным импульсно-модулированным

Слайд 36

Импульсно-кодовая модуляция
Сигналы РСМ делятся на четыре группы.
1. Без возврата к нулю

(nonreturn-to-zero - NRZ)
2. С возвратом к нулю (return-to-zero - RZ)
3. Фазовое кодирование
4. Многоуровневое бинарное кодирование

Слайд 37

Импульсно-кодовая модуляция

Слайд 38

Импульсно-кодовая модуляция
Самыми используемыми сигналами РСМ являются, пожалуй, сигналы в кодировках NRZ.

Группа кодировок NRZ включает следующие подгруппы: NRZ-L (L = level - уровень), NRZ-M (М = mark - метка) и NRZ-S (S = space - пауза). Кодировка NRZ-L (nonreturn-to-zero level - без возврата к нулевому уровню) широко используется в цифровых логических схемах. Двоичная единица в этом случае представляется одним уровнем напряжения, а двоичный нуль - другим.

Слайд 39

Импульсно-кодовая модуляция
Может возникнуть вопрос, почему так много различных сигналов РСМ? Неужели

так много уникальных приложений требуют разнообразных кодировок для представления двоичных цифр? Причина такого разнообразия заключается в отличии производительности, которая характеризует каждую кодировку [5].

Слайд 40

Импульсно-кодовая модуляция
Если информационные выборки вначале квантуются, превращаясь в символы М-арного алфавита,

а затем модулируются импульсами, получаемая импульсная модуляция является цифровой, и мы будем называть ее М-арной импульсной модуляцией. При М-арной амплитудно-импульсной модуляции каждому из М возможных значений символов присваивается один из разрешенных уровней амплитуды.

Слайд 41

Импульсно-кодовая модуляция
Ранее сигналы РСМ описывались как двоичные, имеющие два значения амплитуды

(например, кодировки NRZ, RZ). Отметим, что такие сигналы РСМ, требующие всего двух уровней, представляют собой частный случай (М=2) М-арной кодировки РАМ.

Слайд 42

Фазово- импульсная модуляция
М-арная фазово-импульсная модуляция (РРМ) сигнала осуществляется через задержку (или

упреждение) появления импульса на время, соответствующее значению информационных символов.
При этом импульсы имеют постоянную длительность и амплитуду.

Слайд 43

Широтно-импульсная модуляция
Широтно-импульсная модуляция (PDM) осуществляется посредством измерения ширины импульса на величину,

соответствующую значению символа.

Слайд 44

Слайд 45

Методы цифровой полосовой модуляции
При полосовой модуляции несущая представляет собой обычную синусоиду.
Как

и в случае аналоговой модуляции, модулировать можно амплитуду, частоту и фазу.
Но модулирующий сигнал – цифровой,
а модулированный – аналоговый!

Слайд 46

Методы цифровой полосовой модуляции
Если для обнаружения сигналов приемник использует информацию о

фазе несущей, процесс называется когерентным обнаружением (coherent detection); если подобная информация не используется, процесс именуется некогерентным обнаружением (no coherent detection).

Слайд 47

Методы цифровой полосовой модуляции
При идеальном когерентном обнаружении приемник содержит прототипы каждого

возможного сигнала. Эти сигналы-прототипы дублируют алфавит переданных сигналов по всем параметрам, даже по радиочастотной фазе. В этом случае говорят, что приемник автоматически подстраивается под фазу входящего сигнала. В процессе демодуляции приемник перемножает и интегрирует входящий сигнал с каждым прототипом (определяет корреляцию).

Слайд 48

Методы цифровой полосовой модуляции
Виды когерентной модуляции/демодуляции:
фазовая манипуляция (phase shift keying

— PSK),
частотная манипуляция (frequency shift keying — FSK),
амплитудная манипуляция (amplitude shift keying — ASK)
модуляция без разрыва фазы (continuous phase modulation — CPM) и комбинации этих модуляций.
Существуют специализированные:
квадратурная фазовая манипуляция, со сдвигом (onset quadrature PSK — OQPSK),
манипуляция с минимальным сдвигом (minimum shift keying — MSK),
квадратурная амплитудная модуляция (quadrature amplitude modulation — QAM)

Слайд 49

Методы цифровой полосовой модуляции
Некогерентная демодуляция относится к системам, использующим демодуляторы, спроектированные

для работы без знания абсолютной величины фазы входящего сигнала; следовательно, определение фазы в этом случае не требуется. Таким образом, преимуществом некогерентных систем перед когерентными является простота, а недостатком — большая вероятность ошибки.

Слайд 50

Слайд 51

Фазовая манипуляция (PSK)
Сигнал в модуляции PSK имеет следующий вид.
Здесь фазовый член

может принимать M дискретных значений, обычно определяемых следующим образом.

Слайд 52

Фазовая манипуляция (PSK)
Параметр Е — это энергия символа, Т — время

передачи символа.
На рис. приведен пример двоичной (M = 2) фазовой манипуляции (binary PSK — BPSK).
Явно видны характерные резкие изменения фазы при переходе между символами; если модулируемый поток данных состоит из чередующихся нулей и единиц, такие резкие изменения будут происходить при каждом переходе.

Слайд 53

Амплитудная манипуляция
Сигнал в амплитудной манипуляции (amplitude shift keying — ASK), изображенной

на рис. описывается выражением

Слайд 54

Амплитудная манипуляция
где амплитудный член может принимать М дискретных значений
На рис. М

выбрано равным 2, что соответствует двум типам сигналов амплитуды которых равны 0 и

Слайд 55

Частотная манипуляция
Выражение для сигнала в частотной манипуляции (frequency shift keying —

FSK) имеет следующий вид

Здесь частота ω0 может принимать М дискретных значений.

Слайд 56

Демодуляция и обнаружение
Пусть бинарная полосовая система передает один из двух возможных

сигналов, обозначаемых как
Для любого канала двоичный сигнал, переданный в течение интервала (0, Т), представляется следующим образом

Слайд 57

Демодуляция и обнаружение
Принятый сигнал искажается вследствие воздействия шума и, возможно, неидеальной

импульсной характеристики канала и описывается следующей формулой

Слайд 58

Демодуляция и обнаружение

Слайд 59

Демодуляция и обнаружение
В блоке демодуляции и дискретизации изображен принимающий фильтр (по

сути, демодулятор), выполняющий восстановление сигнала в качестве подготовки к следующему необходимому этапу - обнаружению.
Фильтрация в передатчике и канале обычно приводит к искажению принятой последовательности импульсов, вызванному межсимвольной интерференцией, а значит, эти импульсы не совсем готовы к дискретизации и обнаружению.
Задачей принимающего фильтра является восстановление узкополосного импульса с максимально возможным отношением сигнал/шум (signal-to-noise ratio - SNR) и без межсимвольной интерференции.

Слайд 60

Демодуляция и обнаружение
За принимающим фильтром может находиться выравнивающий фильтр (equalizing filter),

или эквалайзер (equalizer); он необходим только в тех системах, в которых сигнал может искажаться вследствие межсимвольной интерференции, введенной каналом.

Слайд 61

Демодуляция и обнаружение
Преобразование сигнала в выборку, выполняется демодулятором и следующим за

ним устройством дискретизации.
В конце каждого интервала передачи символа Т на выход устройства дискретизации, додетекторную точку, поступает выборка

Слайд 62

Демодуляция и обнаружение
Далее принимается решение относительно цифрового значения выборки (выполняется обнаружение).
Предполагается,

что шум является случайным гауссовым процессом, а принимающий фильтр демодулятора - линейным. Линейная операция со случайным гауссовым процессом дает другой случайный гауссов процесс

Слайд 63

Демодуляция и обнаружение
Поскольку z(T) является сигналом напряжения, пропорциональным энергии принятого символа,

то чем больше амплитуда z(T), тем более достоверным будет процесс принятия решения относительно цифрового значения сигнала.
Обнаружение выполняется посредством выбора гипотезы, являющейся следствием порогового измерения:

Слайд 64

Демодуляция и обнаружение
гипотеза Н1 выбирается при z(T)>γ, а Н2 - при

z(T)<γ.
Выбор Н1, равносилен тому, что передан был сигнал s1(t), а значит, результатом обнаружения является двоичная единица. Подобным образом выбор Н2 равносилен передаче сигнала s2(t), а значит, результатом обнаружения является двоичный нуль.

Слайд 65

Контрольные вопросы
1. Модуляция - это ...
2. Несущиий сигнал (колебания) -

это ...
3. В качестве несущего могут быть использованы колебания ...
4. Виды модуляции?
5. Аналоговая амплитудная модуляция - это ...
6. Аналоговая частотная модуляция?
7. Аналоговая фазовая модуляция?
8. Девиация частоты?
9. Модуляция цифровых сигналов?
10. Импульсная модуляция?
11. Полосовая модуляция?
12. К методам импульсной модуляции относят...
13. Амплитудно-импульсная модуляция?
14. Импульсно-кодовая модуляция?
15. Фазово-импульсная модуляция?
16. Широтно-импульсная модуляция?
17. Виды когерентной модуляции/демодуляции?

Виды модуляции сигналов. Детектирование. Тема 2.1.2

Содержание

Виды модуляции сигналов. Детектирование.Тема 2.1.2

Основные вопросы1. Определение2. Виды модуляции 2.1 Аналоговая модуляция 2.2 Цифровая

Назначение Модуляция сигнала необходила для трансформации исходного сигнала, чтобы требования, предъявляемые

ОпределениеМодуляция - это процесс, посредством которого сообщения преобразуются в сигналы, совместимые

ОпределениеПередаваемая информация заложена в управляющем (модулирующем) сигнале, а роль переносчика информации

ОпределениеВ качестве несущего могут быть использованы колебания различной формы (прямоугольные, треугольные

Виды модуляции

Аналоговая амплитудная модуляцияАмплитудная модуляция - вид модуляция, при которой изменяемым параметром

Аналоговая амплитудная модуляцияВ процессе амплитудной модуляции несущего колебания:Его амплитуда должна меняться

Аналоговая амплитудная модуляцияe(t) – модулирующий сигнал.Если модулирующий сигнал является гармоническиммодулированный сигнал

Аналоговая амплитудная модуляцияСпектр такого сигнала будет состоять из трех высокочастотных составляющих:

Аналоговая амплитудная модуляция

Аналоговая частотная модуляцияПри частотной модуляции значение несущей частоты ω(t) связано с

Аналоговая частотная модуляцияЧастотно-модулированный сигнал запишется в виде:где:Спектр аналогичен АМ.

Аналоговая частотная модуляция

Аналоговая фазовая модуляцияПри фазовой модуляции полная фаза несущего колебания изменится пропорционально

Аналоговая фазовая модуляцияСоотношение для ФМ-сигнала:

Аналоговая фазовая модуляцияДля фазовой и частотной модуляции девиация частоты (максимальное отклонение

Аналоговая фазовая модуляция

Модуляция цифровых сигналовИнформация преобразовывается в двоичные цифры с помощью кодера (coder,

Модуляция цифровых сигналовЦифры необходимо передать через некоторый канал, такой как пара

Модуляция цифровых сигналовВ случае радиопередачи импульсы заданной формы модулируют синусоиду, называемую

Модуляция цифровых сигналовПолосовая модуляция — это процесс преобразования цифрового информационного сигнала

Импульсная модуляцияК методам импульсной модуляции относят:амплитудно-импульсная модуляция (pulse-amplitude modulation - РАМ)импульсно-кодовая

Амплитудно-импульсная модуляцияРезультатом процесса дискретизации является сигнал в амплитудно-импульсной модуляции (pulse-amplitude modulation

Амплитудно-импульсная модуляцияТакое название возникло потому, что выходящий сигнал можно описать как

Амплитудно-импульсная модуляцияДискретные данные на рис. б не совместимы с цифровой системой,

Импульсно-кодовая модуляцияИмпульсно-кодовая модуляция (pulse-code modulation - PCM) - это название, данное

Импульсно-кодовая модуляцияИсходная информация дискретизируется и квантуется в один из L уровней;

Импульсно-кодовая модуляцияРассмотрим рис., на котором представлена бинарная импульсно-кодовая модуляция. Предположим, что

Импульсно-кодовая модуляцияКаждый кодовый номер имеет представление в двоичной арифметике - от

Импульсно-кодовая модуляция

Импульсно-кодовая модуляцияПример представления двоичных цифр в форме сигналов: а) последовательность PCM;

Импульсно-кодовая модуляцияПри применении импульсной модуляции к недвоичному символу получаем сигнал, называемый

Импульсно-кодовая модуляцияСигналы РСМ делятся на четыре группы.1. Без возврата к нулю

Импульсно-кодовая модуляция

Импульсно-кодовая модуляцияСамыми используемыми сигналами РСМ являются, пожалуй, сигналы в кодировках NRZ.

Импульсно-кодовая модуляцияМожет возникнуть вопрос, почему так много различных сигналов РСМ? Неужели

Импульсно-кодовая модуляцияЕсли информационные выборки вначале квантуются, превращаясь в символы М-арного алфавита,

Импульсно-кодовая модуляцияРанее сигналы РСМ описывались как двоичные, имеющие два значения амплитуды

Фазово- импульсная модуляцияМ-арная фазово-импульсная модуляция (РРМ) сигнала осуществляется через задержку (или

Широтно-импульсная модуляцияШиротно-импульсная модуляция (PDM) осуществляется посредством измерения ширины импульса на величину,

Методы цифровой полосовой модуляцииПри полосовой модуляции несущая представляет собой обычную синусоиду.Как

Методы цифровой полосовой модуляцииЕсли для обнаружения сигналов приемник использует информацию о

Методы цифровой полосовой модуляцииПри идеальном когерентном обнаружении приемник содержит прото­типы каждого

Методы цифровой полосовой модуляцииВиды когерентной модуляции/демодуляции: фазовая манипуляция (phase shift keying

Методы цифровой полосовой модуляцииНекогерентная демодуляция относится к системам, использующим демодуляторы, спроектированные

Фазовая манипуляция (PSK)Сигнал в модуляции PSK имеет следующий вид.Здесь фазовый член

Фазовая манипуляция (PSK)Параметр Е — это энергия символа, Т — время

Амплитудная манипуляцияСигнал в амплитудной манипуляции (amplitude shift keying — ASK), изображенной

Амплитудная манипуляциягде амплитудный член может принимать М дискретных значенийНа рис. М

Частотная манипуляцияВыражение для сигнала в частотной манипуляции (frequency shift keying —

Демодуляция и обнаружениеПусть бинарная полосовая система передает один из двух возможных

Демодуляция и обнаружениеПринятый сигнал искажается вследствие воздействия шума и, возможно, неидеальной

Демодуляция и обнаружение

Демодуляция и обнаружениеВ блоке демодуляции и дискретизации изображен принимающий фильтр (по

Демодуляция и обнаружениеЗа принимающим фильтром может находиться выравнивающий фильтр (equalizing filter),

Демодуляция и обнаружениеПреобразование сигнала в выборку, выполняется демодулятором и следующим за

Демодуляция и обнаружениеДалее принимается решение относительно цифрового значения выборки (выполняется обнаружение).Предполагается,

Демодуляция и обнаружениеПоскольку z(T) является сигналом напряжения, пропорциональным энергии принятого символа,

Демодуляция и обнаружениегипотеза Н1 выбирается при z(T)>γ, а Н2 - при

Контрольные вопросы 1. Модуляция - это ...2. Несущиий сигнал (колебания) -

Похожие презентации

Виды модуляции сигналов. Детектирование.
Тема 2.1.2

Основные вопросы
1. Определение
2. Виды модуляции
2.1 Аналоговая модуляция
2.2 Цифровая

Назначение
Модуляция сигнала необходила для трансформации исходного сигнала, чтобы требования, предъявляемые

Определение
Модуляция - это процесс, посредством которого сообщения преобразуются в сигналы, совместимые

Определение
Передаваемая информация заложена в управляющем (модулирующем) сигнале, а роль переносчика информации

Определение
В качестве несущего могут быть использованы колебания различной формы (прямоугольные, треугольные

Аналоговая амплитудная модуляция
Амплитудная модуляция - вид модуляция,
при которой изменяемым параметром

Аналоговая амплитудная модуляция
В процессе амплитудной модуляции несущего колебания:
Его амплитуда должна меняться

Аналоговая амплитудная модуляция
e(t) – модулирующий сигнал.
Если модулирующий сигнал является гармоническим
модулированный сигнал

Аналоговая амплитудная модуляция
Спектр такого сигнала будет состоять из трех высокочастотных составляющих:

Аналоговая частотная модуляция
При частотной модуляции значение несущей частоты ω(t) связано с

Аналоговая частотная модуляция
Частотно-модулированный сигнал запишется в виде:
где:
Спектр аналогичен АМ.

Аналоговая фазовая модуляция
При фазовой модуляции полная фаза несущего колебания изменится пропорционально

Аналоговая фазовая модуляция
Соотношение для ФМ-сигнала:

Аналоговая фазовая модуляция
Для фазовой и частотной модуляции девиация частоты (максимальное отклонение

Модуляция цифровых сигналов
Информация преобразовывается в двоичные цифры с помощью кодера (coder,

Модуляция цифровых сигналов
Цифры необходимо передать через некоторый канал, такой как пара

Модуляция цифровых сигналов
В случае радиопередачи импульсы заданной формы модулируют синусоиду, называемую

Модуляция цифровых сигналов
Полосовая модуляция — это процесс преобразования цифрового информационного сигнала

Импульсная модуляция
К методам импульсной модуляции относят:
амплитудно-импульсная модуляция (pulse-amplitude modulation - РАМ)
импульсно-кодовая

Амплитудно-импульсная модуляция
Результатом процесса дискретизации является сигнал в амплитудно-импульсной модуляции (pulse-amplitude modulation

Амплитудно-импульсная модуляция
Такое название возникло потому, что выходящий сигнал можно описать как

Амплитудно-импульсная модуляция
Дискретные данные на рис. б не совместимы с цифровой системой,

Импульсно-кодовая модуляция
Импульсно-кодовая модуляция (pulse-code modulation - PCM) - это название, данное

Импульсно-кодовая модуляция
Исходная информация дискретизируется и квантуется в один из L уровней;

Импульсно-кодовая модуляция
Рассмотрим рис., на котором представлена бинарная импульсно-кодовая модуляция.
Предположим, что

Импульсно-кодовая модуляция
Каждый кодовый номер имеет представление в двоичной арифметике - от

Импульсно-кодовая модуляция
Пример представления двоичных цифр в форме сигналов:
а) последовательность PCM;

Импульсно-кодовая модуляция
При применении импульсной модуляции к недвоичному символу получаем сигнал, называемый

Импульсно-кодовая модуляция
Сигналы РСМ делятся на четыре группы.
1. Без возврата к нулю

Импульсно-кодовая модуляция
Самыми используемыми сигналами РСМ являются, пожалуй, сигналы в кодировках NRZ.

Импульсно-кодовая модуляция
Может возникнуть вопрос, почему так много различных сигналов РСМ? Неужели

Импульсно-кодовая модуляция
Если информационные выборки вначале квантуются, превращаясь в символы М-арного алфавита,

Импульсно-кодовая модуляция
Ранее сигналы РСМ описывались как двоичные, имеющие два значения амплитуды

Фазово- импульсная модуляция
М-арная фазово-импульсная модуляция (РРМ) сигнала осуществляется через задержку (или

Широтно-импульсная модуляция
Широтно-импульсная модуляция (PDM) осуществляется посредством измерения ширины импульса на величину,

Методы цифровой полосовой модуляции
При полосовой модуляции несущая представляет собой обычную синусоиду.
Как

Методы цифровой полосовой модуляции
Если для обнаружения сигналов приемник использует информацию о

Методы цифровой полосовой модуляции
При идеальном когерентном обнаружении приемник содержит прототипы каждого

Методы цифровой полосовой модуляции
Виды когерентной модуляции/демодуляции:
фазовая манипуляция (phase shift keying

Методы цифровой полосовой модуляции
Некогерентная демодуляция относится к системам, использующим демодуляторы, спроектированные

Фазовая манипуляция (PSK)
Сигнал в модуляции PSK имеет следующий вид.
Здесь фазовый член

Фазовая манипуляция (PSK)
Параметр Е — это энергия символа, Т — время

Амплитудная манипуляция
Сигнал в амплитудной манипуляции (amplitude shift keying — ASK), изображенной

Амплитудная манипуляция
где амплитудный член может принимать М дискретных значений
На рис. М

Частотная манипуляция
Выражение для сигнала в частотной манипуляции (frequency shift keying —

Демодуляция и обнаружение
Пусть бинарная полосовая система передает один из двух возможных

Демодуляция и обнаружение
Принятый сигнал искажается вследствие воздействия шума и, возможно, неидеальной

Демодуляция и обнаружение
В блоке демодуляции и дискретизации изображен принимающий фильтр (по

Демодуляция и обнаружение
За принимающим фильтром может находиться выравнивающий фильтр (equalizing filter),

Демодуляция и обнаружение
Преобразование сигнала в выборку, выполняется демодулятором и следующим за

Демодуляция и обнаружение
Далее принимается решение относительно цифрового значения выборки (выполняется обнаружение).
Предполагается,

Демодуляция и обнаружение
Поскольку z(T) является сигналом напряжения, пропорциональным энергии принятого символа,

Демодуляция и обнаружение
гипотеза Н1 выбирается при z(T)>γ, а Н2 - при

Контрольные вопросы
1. Модуляция - это ...
2. Несущиий сигнал (колебания) -