Содержание

ВВЕДЕНИЕ

Сигналы от измерительных датчиков и любых других источников информации передаются по линиям связи к приемникам - измерительным приборам, в измерительно-вычислительные системы регистрации и обработки данных, в любые другие центры накопления и хранения данных. Как правило, информационные сигналы являются низкочастотными и ограниченными по ширине спектра, в отличие от широкополосных высокочастотных каналов связи, рассчитанных на передачу сигналов от множества источников одновременно с частотным разделением каналов. Перенос спектра сигналов из низкочастотной области в выделенную для их передачи область высоких частот выполняется операцией модуляции.

Допустим, что низкочастотный сигнал, подлежащий передаче по какому-либо каналу связи, задается функцией s(t). В канале связи для передачи данного сигнала выделяется определенный диапазон высоких частот. На входе канала связи в специальном передающем устройстве формируется вспомогательный, как правило, непрерывный во времени периодический высокочастотный сигнал:

U (t) = f (t; a₁, a₂, … a_m).

Совокупность параметров a_i определяет форму вспомогательного сигнала. Значения параметров a_i в отсутствие модуляции являются величинами постоянными. Если на один из этих параметров перенести сигнал s(t), т.е. сделать его значение пропорционально зависимым от значения s(t) во времени (или по любой другой независимой переменной), то форма сигнала u(t) приобретает новое свойство. Она несет информацию, тождественную информации в сигнале s(t). Именно поэтому сигнал u(t) называют несущим сигналом, несущим колебанием или просто несущей (carrier), а физический процесс переноса информации на параметры несущего сигнала – его модуляцией. Исходный информационный сигнал s(t) называют модулирующим, результат модуляции – модулированным сигналом.

Основным видом несущих сигналов являются гармонические колебания вида:

u(t) = A×cos(w_0t+j_0),

которые имеют три свободных параметра: A, w_0 и j_0. В зависимости от того, на какой из данных параметров переносится информация, различают амплитудную (АМ), частотную (ЧМ) или фазовую (ФМ) модуляцию несущего сигнала.

При угловой модуляции в несущем гармоническом колебании значение амплитуды колебаний A остается постоянным, а информация s(t) переносится либо на частоту w_0, либо на фазовый угол j. И в том, и в другом случае текущее значение фазового угла гармонического колебания u(t) определяет аргумент y(t) = w_0t+j_0, который называют полной фазой колебания.

Немодулированный ВЧ сигнал (несущая) сам по себе не несёт никакой информации. Для передачи телефонного сообщения несущую необходимо модулировать, т.е. изменять в такт со звуковым напряжением параметры ВЧ сигнала - амплитуду, частоту или фазу. Для передачи же телеграфного сообщения ВЧ сигнал модулируют в соответствии с кодом Морзе. Телеграфные сообщения представляют собой цифровую кодированную информацию, т.е.комбинации двоичных сигналов, состоящих из логических «1» и «0». Такого рода модуляцию называют манипуляцией сигналов, а устройство, реализующее данный процесс манипулятором. Кроме того, процесс манипуляции называют также телеграфным режимом работы, соответственно заменяя название ЧМ на ЧТ, ФМ на ФТ.

Для многих видов манипуляции, применяемых в цифровых каналах связи, предполагается использование манипулирующих сигналов, отличающихся по структуре от исходного передаваемого сигнала. Для формирования указанных манипулирующих сигналов применяется специальные кодирующие устройства - кодеры модулятора. При демодуляции осуществляется обратное преобразование (декодирование). Перед декодером осуществляется регенерация посылок. Обобщенная схема выглядит следующим образом (рис.1).

Рис. 1.