Для передачі сигналу використовується відносна фазова модуляція при цьому несуча частота становить , а амплітуда сигналу становить 1 В.
Аналітичний запис сигналу має вигляд:
. | (2.21) |
Де – символ двійкової послідовності, яка передається (має значення 0 або 1);
Запис (2.21) характеризує когерентну фазову модуляцію, яка вимагає узгодження приймальної та передавальної частини за фазою сигналів. Що вимагає досить складних пристроїв синхронізації. З метою спрощення схем приймачів та можливості використання некогерентного методу демодуляції використовується відносна фазова маніпуляція суть якої полягає у зміні фази на 180 градусів лише при передачі 1. З метою цього вхідна послідовність кодується за правилом
. | (2.22) |
Застосовуючи вказане правило до послідовності на виході кодера каналу отримаємо послідовність
Та, використовуючи математичну модель (2.20), отримуємо графік сигналу на виході модулятора:
Рисунок 2.5 Графік вихідного сигналу модулятора.
З рисунку 2.5 видно, що при передачі 1 відбувається зміна фази на 180 градусів, а при передачі 0 фаза сигналу залишається незмінною.
Тривалість дискрети на виході кодера каналу можна розрахувати за виразом
. | (2.23) |
Провівши розрахунок, отримаємо 4,76х10-5 с.
Для визначення автокореляційної функції сигналу скористаємось тією особливістю, що автокореляційна функці прямокутного відеоімпульсу має трикутну форму, а послідовності відео імпульсів – пелюсткову форму з трикутними пелюстками [1]. Загалом, в процесі вимірювання параметрів сигналу, або його розпізнавання не важливо, яку форму мають пелюстки АКФ, а важливо знати лише їх відносний рівень. Тому для визначення АКФ модулюючого сигналу скористуємось його записом у дискретній формі. При цьому будемо вважати, що рівень 1 відповідає значенню +1, а рівень 0 – -1. В такому випадку запис сигналу матиме вигляд
В такому випадку АКФ можливо знайти замінивши операцію згортування на операцію додавання зсунутих послідовностей. Це можливо здійснити за виразом
. | (2.24) |
Графік авто кореляційної функції, яку побудовано за результатами розрахунків наведено на рисунку 2.6
Рисунок 2.6 Автокореляціна функція модулюючого сигналу
З рисунку 2.6 видно, що АКФ сигналу має максимум при та досить низький рівень бічних пелюсток, що пов’язано із слабкою кореляцією сигналу.
Відповідно до виразу (2.21) в модуляторі необхідно забезпечити формування сигналу фаза якого змінюється залежно від вхідної послідовності. Функціональна схема модулятора наведена на рисунку 2.7.
Рисунок 2.7 Функціональна схема модулятора
Як видно з рисунка 2.7 на вхід модулятора поступає сигнал у вигляді послідовності відео імпульсів, яка відповідає повідомленню, що передається. В диференційному кодері здійснюється попереднє кодування вхідної послідовності за правилом (2.22). Залежно від символу вхідної послідовності на вихід модулятора буде передаватися або сигнал з виходу генератора несучої або сигнал фаза якого за допомогою фазообертача (Ф) змінюється на 180 градусів.
В загальному вигляді, вираз для сигналу з кутовою модуляцією має вигляд:
. | (2.25) |
де – циклічна частота модулюючого сигналу:
рад/с; | (2.26) |
– циклічна частота несучого коливання:
. | (2.27) |
Здійснимо перетворення вказаного виразу:
З теорії функцій Бесселя відомо, що:
. | (2.28) |
де – функція Бесселя І роду з аргументом .
Якщо врахувати , а , можна отримати вираз для вхідного сигналу:
(2.29) |
Для ФМ-сигналу індекс модуляції становить
(2.30) |
де K – коефіцієнт пропорційності, який для ВФМ становить 3,14
Ефективна ширина спектру сигналу становить:
2*(3+1)*1,32х105=1,1х106 рад/с | (2.31) |
Оскільки максимальний порядок функції Бесселя, відповідно до виразу (2.31) становить 4 то в ефективній ширині спектру перебуває 9 гармонік сигналу на частотах , ,… .
Розрахунок амплітуд гармонік сигналу проводимо з використаннм ПЕОМ. Розрахунок гармонік сигналу проводимо за виразом:
. | (2.32) |
Графік спектру вихідного сигналу наведено на рисунку 2.8.
Рисунок 2.8 Спектр вихідного сигналу модулятора.