Тасымалдаушы астындағы импульстердің жиілігі

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 12 бет
Таңдаулыға:

МАЗМҰНЫ

Кіріспе3

1. Модуляция және оның түрлері4

2. Демодуляцияның үрдістері. 10

3. Демодуляция жəне айқындау12

Қорытынды14

Қолданылған әдебиеттер тізімі15

Кіріспе

Модуляция бұл хабарлама символы және арна символдары (егер арналық кодтау пайдаланылса) мәліметтерді тарату арнасы қоятын талаптармен үйлесетін сигналдарға түрленетін үрдіс. Импульсті модуляция - бұл тағы бір керекті деңгей, себебі таратылатын әрбір сигналды басында екілік түрден видеосигналға (модуляцияланған сигнал) түрлендіру керек. «Видеосигнал» термині спектрі тұрақты құраушыдан басталып кейбір соңғы мәнмен (әдетте, бірнеше мегегерцтен артық емес) аяқталатын сигналды анықтайды. Импульстік-кодтық модуляция блогы әдетте минималды өткізу жолағын алу мақсатымен фильтрацияны қосады. Екілік символдарды өңдеу үшін импульстік модуляцияны қолдану кезінде қорытынды екілік сигнал РСМ-сигнал деп аталады. РСМ-кодталған сигналдардың бірнеше түрі бар; телефон байланысынының қосымшасында бұл сигналдар арна коды деп аталады.

Ақпарат көзі (information source) . Ақпаратты DCS жүйесі арқылы тарататын құрылғы. Ақпарат көзі аналогты және дискретті болуы мүмкін. Аналогты көздің шығысы үзіліссіз амплитуда диапазонының кез келген мәніне ие болуы мүмкін, ал дискретті көздің шығысы көптеген амплитудалардың соңғы мәндеріне ие болады. Аналогты ақпарат көздері цифрлық ақпарат көздеріне дискреттеу және кванттау арқылы түреленеді.

Мәтіндік хабарлама (textual message) . Символдардың реттілігі. Мәліметтердің цифрлық таратылуы кезінде хабарлама өз кезегінде символ немесе алфавиттің түпті жиынына жататын цифр және символдардың реттілігін білдіреді.

Белгі(character) Алфавит элементі немесе символдар жиынтығы. Белгілер екілік сандардың реттілігімен көрінуі мүмкін. Белгіні кодтау үшін қолданылатын бірнеше стандартты кодтар бар, олардың ішінде ASCII (ақпарат алмасу үшін американдық стандарттық код), код EBCDIC (ақпарат алмасуға арналған кеңейтілген екілік код), Холлерит коды, Бордо коды, Муррей коды және код Морзе (әліппе)

Екілік сан (binary digit) (бит) (bit) . Барлық сандық жүйелер үшін бастапқы ақпарат бірлігі. «бит» термині ақпарат көлемінің бірлігі ретінде де қолданылады.

Биттер ағыны (bit stream) . Екілік сандардың реттілігі ( ноль және бірлік) . Биттер ағынын көбіне видиосигнал немесе төменгі жиілікті сигнал деп атайды; бұл спектр құраушылары тұрақты құраушылармен белгілі бір соңғы мәнде орналасқан. Ол мән әдетте бірнеше мегагерцпен аспайды.

1. Модуляция және оның түрлері

Дабылдар физикалық тасымалдаушының тасымалданатын хабарламаға сәйкес осы не басқа да параметрлерінің өзгеруі барысында қалыптасады. Бұл үрдіс, яғни тасымалдаушы параметрлерінің өзгеру үрдісі модуляция деп атау белгіленген.

Модуляция деп - жоғарғы жиілікті тербелістің параметрлерінің бірін немесе бірнешеуін таратылатын хабарлама заңына сәйкес өзгерту үрдісі. Модуляция кезінде бір тербелістің (таралатын хабарламаның) тасымалдаушы деп аталатын басқа тербеліспен беттесу үрдісі жүреді. Тасымалдаушы тербелістің жиілігі бір немесе бірнеше ретке модуляцияланатын дабылдан жоғары болуы керек.

Сурет 1. 5 - Дискретті модуляцияның түрлеріне байланысты екілік кодтағы дабыл формалары

Модуляция жіктелімі үш белгі бойынша жүзеге асады:

жоғарғы жиілікті тербелістің басқару параметріне байланысты: амплитудалық (АМ), жиіліктік модуляция (ЖМ), фазалық модуляция (ФМ) ;
модуляция сатысының санына байланысты: бір, екі және үш сатылы;
таратылатын хабарламаның түріне байланысты - аналогтік, сандық немесе импульсті - үздіксіз, басқарушы параметрінің секірмелі өзгеруі (мұндай модуляцияны манипуляция деп атайды) және импульсті.

Модуляцияның жалпы принципі тасымалдаушы тербелістің тасымалданатын хабарламаға сәйкес бір немесе бірнеше параметрлерін өзгертуде жатыр. Ал егер тасымалдаушы ретінде гармоникалық тербелісті алсақ, онда модуляцияның үш түрін қалыптастыруға болады: амплитудалық (АМ), жиіліктік (ЖМ), фазалық (ФМ) . Дискретті модуляцияның түрлеріне байланысты екілік кодтағы дабыл формалары 1. 5 суретінде бейнеленген.

Амплитудалық модуляция бастапқы x(t) дабылының U _АМ = U ₀ +ax(t) тасымалдаушысының амплитудасының өзгеруіне пропорционалдылығы негізінде жүзеге асады.

Қарапайым жағдайда гармоникалық дабыл , амплитудасы

(1. 8)

мұндағы а - пропорционалдық коэффициенті.

Нәтижесінде тербелістің АМ теңдеуін жазамыз

(1. 9)

Сурет 1. 6 - x(t), u және U _AM тербелістерінің графигі

1. 6 суретінде x(t), u және U _AM тербелістерінің графиктері бейнеленген. Тербелістің АМ-сының иілмелі бөлігіне (1. 6) суреті сәйкес келеді. U _АМ амплитудасының U ₀ амплитудасынан максималды ауытқуы иілмелі амплитуданы көрсетеді. (1. 8) өрнегіне сәйкес =аХ. Иілмелі амплитуданың тасымалдаушы (модуляцияланбаған) тербелістің амплитудасына қатынасы тербеліс коэффициентін береді.

m = / (1. 10)

Әдетте, m<1 болады. Пайыздық түрде берілген модуляция коэффициентін, яғни (m*100%) модуляция тереңдігі дейді. Модуляция коэффициенті модуляциялаушы дабылдың амплитудасына пропорционал.

(1. 10) өрнегін қолдана отырып, (1. 9) өрнегін мынадай түрге келтіреміз.

(1. 11)

Тербелістің АМ-сының спектрін анықтау үшін (1. 11) өрнегіндегі жақшаны ашамыз.

(1. 12)

(1. 12) өрнегіне сәйкес, тербелістің АМ-сы жақын жиіліктегі ( болғандықтан) үш жоғарғы жиілікті гармоникалық тербелістердің қосындысы болып саналады:

- амплитудасы U ₀ тең тасымалдаушы жиілікті f ₀ тербеліс;

- амплитудасы тең жоғарғы бүйірлі жиілікті f ₀ +F тербеліс;

- амплитудасы тең төменгі бүйірлі жиілікті f ₀ -F тербеліс.

Сурет 1. 7 - Амплитудалық модуляцияланған дабыл спектрі

Тербелістің АМ-сының спектрі (1. 12) өрнегі 1. 7 суретінде бейнеленген. Спектрдің ені модуляция жиілігінің екі еселі мәніне тең: ∆f _AМ =2F. Модуляция кезінде тасымалдаушы тербелістің амплитудасы өзгермейді; бүйірлі жиілікті тербелістердің амплитудасы (жоғарғы және төменгі тербелістердің амплитудасы) модуляция тереңдігіне, яғни модуляциялаушы дабылдың амплитудасына Х пропорционал. =1 болғандағы бүйірлі жиіліктегі тербелістің амплитудалары тасымалдаушы тербелістің амплитудасының жартысына тең (0, 5U ₀ ) .

Бастапқы дабыл x(t) амплитуда Х мен модуляция жиілігімен сипатталады. Модуляцияланған тербелісте бастапқы дабыл туралы ақпарат бүйірлі жиіліктерде: Х амплитудасына пропорционалды амплитудаларында және -ға тең арақашықтықта орналасқан бүйірлі жиіліктің тасымалдаушы жиіліктерінде сақталады.

Тасымалдаушы тербеліс ешқандай ақпарат мазмұндамайды және модуляция үрдісінде ол өзгермейді. Сондықтан екі бүйір жолақтарын ғана таратумен шектелсек болады (екі бүйір жолақ, ЕБЖ) . Сонымен қоса, әр бүйір жолақ бастапқы дабыл туралы толық ақпаратқа ие, сондықтан тек бір бүйірлі жолақты таратуды іске асыруға болады (бір бүйір жолақ, ББЖ) . Нәтижесінде бір бүйір жолақты тербеліс тудыратын модуляция біржолақты деп аталады (БМ) . ЕБЖ және ББЖ байланыс жүйелерінің артықшылығы - таратушы құралдың барлық қуатын тек қана бір немесе екі бүйір жолақты дабылдарды таратуға қолдану. Бұл байланыстың алысқа таралуын және сенімділігін арттырады.

Сондай-ақ, біржолақты модуляция кезінде модуляцияланған тербеліс спектрінің енінің екі есе кемуі сәйкесінше, байланыс жолында берілген жиілікте таралатын дабылдар санының артуына әкеледі.

Импульстік модуляция

Импульстік модуляция, негізі, модуляцияның бір ерекше типі емес. Бұл термин модульдейтін дабылдың бір түрі. Әрі қарай импульсті амплитудалық және импульсті жиіліктік модуляция деп бөлінеді. Мұнда, ақпараттың көріну түрін қарастырады, яғни импульстердің әлде импульстер ретінің көмегімен көрінеді. Модульдейтін шама ретінде импульстің амплитудасы немесе оның енін, немесе оның импульстер ретіндегі алатын орнын қарастырады. Осыдан, импульстік модуляцияның көптеген әдістері бар екендігін айтуға болады. Бұның барлығы АМ немесе ЖМ-ның жіберу формасы ретінде қолданылады.

Импульстің тасымалдаушы ретінің модуляциясына жататын, амплитуда- импульсті модуляцияның бұл үрдісі бекітілген ұзақтықты импульс таңдаманың уақыттың тұрақты интервалы арқылы аналогтық дабылдың таңдаманың көмегімен орындалады.

Таңдаманың импульстері - бұл амплитудалары таңдама кезіндегі алғашқы аналогтық дабылдың шамасына тең болатын импульстер. Таңдаманың жиілігі аналогтық дабылдың ең жоғарғы жиілігінен тым болмағанда екі есе үлкен болуы қажет. Ал өте жақсы жаңғырту үшін таңдаманың жиілігі модуляцияның ең жоғарғы жиілігі 5 есе үлкен етіліп орнатылады.

АИМ импульстік модуляцияның тек бір ғана типі емес. Одан да басқа түрлері бар. Сонымен қоса:

- КИМ - кең-импульсті модуляция (ұзақтық бойынша импульстердің модуляциясы) ;

- ЖИМ - жиіліктік импульстік модуляция;

- КИМ - кодтық-импульсті модуляция.

Кең импульсті модуляция кернеу таңдамаларының деңгейін ұзақтығы таңдама керенеудің амплитудасына тура пропорционал болып келетін, импульстердің топтамасына түрлендіреді (1. 9 сурет) . Мұнда бұл импульстердің амплитудалары тұрақты, модульдейтін дабылға сәйкес, тек импульстердің ұзақтығы өзгереді. Таңдама интервалы, импульстер арасындағы интервал бекітілген.

Сурет 1. 9 - Кең импульсті модуляция

ЖИМ кернеу таңдамаларының деңгейін, лездік жиілігі немесе қайталану жиілігі таңдама кернеудің шамасымен байланысты болып келетін, импульстердің ретіне түрлендіреді. Мұнда да барлық импульстердің амплитудалары бірдей, тек олардың жиілігі өзгереді жалпы қарапайым жиіліктік модуляцияға ұқсас, бірақ тасымалдаушы синусоидалы емес формалы болады. Ол импульстердің ретінен тұрады.

Кодтық-импульстік модуляция кернеу таңдамасын кодталған хабарламаға түрлендіреді. Мысалы, 5, 5 В-қа тең дискретті деңгей аналогтық-цифрлік түрлендіргіштің көмегімен 101. 101=5, 5 екілік сан түрінде көрініс табады. Кодтық хабарлама 101. 101 V _s кернеудің бір таңдамасы болып табылады. Осындай кодталу арқылы әрбір таңдаманы түрлендіреді. Бұндай кодтық хабарламалардың реті тізбектес таңдамаларды сипаттайтын сандардың топтамасы болып табылады. Код әртүрлі болуы мүмкін: 6 разрядты екілік немесе екілік-кодталған оңдық та болуы мүмкін (1. 10 сурет) .

Сурет 1. 10 - Екілік-ондық кодта 37 санды бейнелейтін импульстердің реті

2. Демодуляцияның үрдістері.

Кез келген өздігінен өзгеретін АЖ қазіргі уақытта сигналдарды таратуды және интерфейстің орнатуын талап етеді. Кез келген уақыт пен амплитуда мінезделген. Егер сигнал қайталанса, онда жиілік қайталанады, ал егер базалық форма бола, онда ол фаза да - сигнал формасының бөлшек арасындағы уақытша қатынас. Дисреттік ақпарат ИКМ-ға айнала алады және модуляцияның атау алады, керісінше - демодуляция. Импульстің бұрмалануы таралу ортасында сигналдың тіркеп алуы жағдайында ақпарат битасының нақты жауаптылық талап етеді. Түбегейлі өзгеру екі әдісі бар - жеңіл желпі іс-әрекеттер жаса және АМ мен ЧМ қатысты жиіліктің қозғалуы. Себебі ФМ да бар немесе ФРМ (сигналдың тұрақсыз фазаның іс-әрекеттер) бөгет тұрақтылығымен бірге әдістерінің қатынас.

Модуляцияның бөгет тұрақтылықтың түрлері. АМ сигнал импульстың сәлемдемесі жиіліктің шексіз спектрі және керісінше түбегейлі жоғалту кепілдік береді - импульстың формаы дөңгеленеді және энергия саны аз жеңіл желпі, сгналдың ұзындығы қысқарады, амплитуда бұрмаланады (бөгет амплитуданың көлемін ұлкейтеді) . ЧМ сигнал жағдайында бөгеттің маңызды емес, ал жиіліктің қозғалуыдеңгейінің саны және ақпараттың импульсі зерттеу жиілігінің мінездемесі болып саналады. Таратқыш құрылғысы жеңіл қарайды, ал қабылдағыш қатал қарайды, сондықтан да оған ЧМ ақпарат кезінде керектісі сигнал амплитудасының деңгейі теңеседі, бірақ та сигналды түсініп білу ықпал етеді. Негізгі мәселе жиіліктің дрейф болып табылады, ал мәселе таратқыш-қабылдағыштың нақты орнатылуына байланысты шешіледі. ЧМ АМ-ға қарағанда әлде қайда жақсырақ, егер де жиіліктің дрейфі тарату ортасында оын алмайды, аналогтық телефондағыдай емес, себебі сызықты емес мінездемесі бар фильтр қолданады.

Цифрлік модуляция. Қазіргі кезде цифрлік тарату барысында тезжылдамдық қолданады. Ол аналогтарға қарағанда көптеген артықшылықтары бар:

1. сөні және бұзу формасы цифрлік жағдай аналогта маңызды емес;

2. ретранссляция кезінде цифрлік жағдайдың өз бастапқы түрін келтіру жеңілірек, себебі ол аналог сигналына қарағанда нақты белгілі. Ретрансляция кезінде аналог сигналының қателері толады;

3. цифрлік тарату әлдеқайда сенімді;

4. цифрлік тор барысында ақпарат, дауыс және әуен бір уақытта және үлкен жылдамдықпен таратыла алады;

5. цифрлік тарату арзан, себебі сигналдың формасын қайта қалпына келтіру үшін көп күш жіберу қажет емес;

ЦМ кемшілігі аналогтық модуляцияға да арналған және де көлемі сигналдікіндей болатын тарату спектр экспоненциалдық кеңейту болып табылады. Мысалы, ЧМ/АМ/ФРМ-мен салыстырып қарағанда сигнал спетрі 8-ден 60-қа дейін ретЦМ-де модуляция шарттарын ескере отырып байттардың таралуы кең. Маңызды табыстардың бiрi - мәлiметтердiң мультипликация жасауымен магистральлерi. Мультипликация жасауды жасалған схемалар екi үлкен сыныптарға бөлуге болады: жиiлiктердiң бөлiнуiмен мультипликация жасау және бөлiнумен мультипликация жасау әр уақытта. Жиiлiктердiң бөлiнуiмен мультипликация жасауды идея өте оңай: жиiлiктердiң барлық диапазоны каналдарға бөлiнедi және әрбiр канал бойынша тәуелсiз берiлу жүредi. Каналдың жұмыстары мультипликация жасауда бөлiнумен әр уақытта әрдайым кванттарға бөлiнедi. QAM модуляция көп позициялы амплитуда-фазалық бiр түрi болып табылады, цифрлік сигнал квадратура және құрайтын синфазалық елестеткен дискретов түрде фазалық жазық кодпен жазады. Қорытынды сигнал екi белгi параметрлерiнiң өзгеруімен көрсетуге болады - амплитуда және фаза. Құрастыру амплитудалық-цифрларға нышандардың шудан QAM-ның модульделген сигналы суретте төменде елестеткен. Цифрлық мәлiметтердiң кiретiн ағыны кодтық нышандардың тiзбегiне өзгертедi.

Содан соң әрбiр кодтық нышан I және Q-ның киюiн нақтылы QAM-ның модульделген сигналына өзгертедi және шығуда амплитудалық пайда болады. QAM цифрлік сигналдың берiлулерi ерекшелiктері бар. Берiлетiн мәлiмет амплитуда және жүк көтергiш (Аm, Im) тербелiстiң фазасының бiр уақыттағы өзгерiстерiмен кодпен жазады. (р ) амплитуданың өзгерiсiнiң дискретасы бiр мән синфазалық және квадратура құрайтын модульдерінде қолданады. Zm-ның модульделген тербелiсiнiң векторларының аяқтаулары фазалық жазықтықтағы тiкелей - тіктөртбұрыш торларын құрастырады.

3. Демодуляция жəне айқындау

Т сигналды берілу кезіндегі, бинарлы таржиілікті жүйе деп берілген g ₁ ( t ) және g ₂ ( t ) сигналдардың екеуінің біреуін береді. Бинарлы жолақты жүйе және сигналдардың екеуінің біреуін береді. Қаншалықты демодуляция және айқындау трактісі таржолақты және жолақты жүйеге сәйкес келсе, соншалықты берілетін s ₁ ( t ) және s ₂ ( t ) сигналды жолақты және таржолақты жүйеге қарамастан s _i ( t ) . жазбасын қолданамыз. Сонымен кез келген арнаға (О Т) интервалында берілген екілік сигналды келесі өрнекпен жазамыз:

0 символы үшін. (1)

Қабылданған сигнал г(t) шуыл n(t) әсерінен бұрмаланады және арнаның идеалды емес h _c (t) импульс сипаттамасы мына келесідей:

. (2)

Ал біздің жағдайда n(t) AWCN процесспен нөлдік орташамен ұсынылады, ал «*» белгісі үйірткі операциясын білдіреді. Свертка hc(t) функциясы бар жерде идеалды, бос, бұрмалаусыз арнамен бинарлы жіберу үшін сигнал сапасы төмендемейді (қаншалықты идеал жағдай үшін h(t) - импульсті функция ) r(t) түрін қысқартуға болады.

i=1, 2, 0≤t≤T . (4. 13)

Цифрлық қабылдағыштың демодуляция және айқындау функциясы 1-суретте көрсетілген. Кейбір авторлар демодуляция және айқындау терминдерін синоним ретінде қолданады. Демодуляцияға біз сигналды қалпына келтіру деп анықтама береміз, ал айқындау -сигналдың цифрлық мәніне қатысты шешім қабылдайтын процесс деп түсінеміз. Айқындау термині кей кезде қабылдағышта орындалған барлық өңделген сигналдардың бірігуі ретінде қолданылады.

1- суретте демодуляция/айқындау процессінің екі кезеңі көрсетілген.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.