Загальні положення

Первинна інформація, що отримується від датчиків або аналого-цифрового перетворювача (АЦП), подається сигналами, які мають, як правило, дуже широкий спектр. Передача таких сигналів без спотворення форми теоретично потребує смуги частот від нуля до нескінченності. Проте реальні лінії й канали зв'язку мають кінцеву смугу пропускання, що потребує узгодження сигналів, які передаються, з каналом (лінією) зв´язку шляхом модуляції несучого коливання.

Якщо смуга пропускання лінії зв´язку тягнеться від 0 Гц, то передачу інформації можна здійснювати без модуляції, як, наприклад, під час передавання кодових повідомлень про стан об'єкта імпульсами постійного струму по фізичних лініях зв'язку (повітряних і кабельних) в так званій первинній смузі частот. Зазвичай же передачу інформації лінією (каналом) зв'язку здійснюють за допомогою модуляції певних параметрів переносника. При модуляції параметри переносника повідомлення (сигналу) змінюють відповідно до функції, яка відображає повідомлення, що передається, впливаючи на один або декілька параметрів сигналу, до яких належать амплітуда, фаза, частота і т.ін.

Як переносник можуть використовуватися гармонійні сигнали й послідовності імпульсів (рис. 3.2, б, в). Вигляд і назву модуляції визначають залежно від модульованого параметра і форми переносника. Таким чином, залежно від форми переносника розрізняють гармонійну й імпульсну модуляції.

За виглядом подання повідомлення, що передається (модульованого інформаційного сигналу), розрізняють безперервну й дискретну модуляції. При безперервній модуляції модульований параметр переносника під впливом повідомлення, що передається, може набувати будь-якого значення в деякому безперервному інтервалі своїх значень, а при дискретній — кінцеву кількість значень з деякого інтервалу значень. До дискретних видів модуляції відносять види так званої багатократної модуляції окремих параметрів переносника. При модуляції відразу декількох параметрів переносника отримують комбіновані (змішані) види модуляції.

Модуляцію (безперервну або дискретну) переносника здійснюють за допомогою перетворювача (модулятора) сигналу. Процес відновлення повідомлення при модуляції на переносник за значеннями одного або декількох його параметрів має назву демодуляції, а перетворювач, за допомогою якого здійснюють процес демодуляції, — демодулятора.

Модуляцію застосовують для перенесення спектра частот первинного сигналу в необхідну частотну область лінії або каналу зв'язку. При гармонійній модуляції змінюють який-небудь один або декілька параметрів переносника (синусоїдального коливання) — амплітуду, частоту, фазу відповідно до повідомлень, що передаються. Інформаційний сигнал, впливаючи на той або інший параметр переносника, змінює його так, щоб він повністю відображав інформаційну суть модулювального сигналу. Це перетворення (модуляція) проводиться на модуляторі, на який подається модулювальний сигнал f (t) і переносник x (t).

При гармонійній модуляції переносник (несуче коливання, частота), який виробляється спеціальним генератором, є детермінованим періодичним коливанням, що характеризується n параметрами, яке можна подати функцією часу х (t, а ₁, а₂..., а_п), де а ₁,..., а_n — параметри переносника. Гармонійний сигнал можна описати таким виразом:

x (t) = A ₀cos (ω ₀ t – φ ₀),

де А ₀, ω ₀, φ ₀ — амплітуда, кутова частота й початкова фаза гармонійного коливання.

На виході модулятора після перетворення (модуляції) отримують модульований сигнал, що є реакцією перетворювача на дію модулювального сигналу f (t). Залежно від модульованого параметра сигналу розрізняють три види гармонійної модуляції: амплітудну (AM), частотну (ЧМ) й фазову (ФМ). Розглянемо методи побудови модуляторів і демодуляторів гармонійних сигналів.