Цифровые методы модуляции

Импульсные методы модуляции.

В импульсных методах модуляции несущим колебанием являет­ся периодическая последовательность прямоугольных импульсов. Модулятор в соответствии с изменением низкочастотного сигна­ла изменяет какой-либо параметр этой последовательности (см. рис. 14.2) импульсов: амплитуду (амплитудно-импульсная модуляция - АИМ), частоту (частотно-импульсная модуляция - ЧИМ), длительность (широтно-импульсная модуляция – ШИМ), момент появления (фазоимпульсная модуляция - ФИМ) и др.

Принципиальное отличие импульсных методов модуляции от непрерывных заключается в том, что с их помощью можно пере­давать значения сигнала лишь в отдельные моменты времени - ­моменты передачи очередных импульсов. Следовательно, непре­рывные сигналы (например, телеметрические) при импульсной модуляции необходимо подвергать квантованию по времени. Струк­турная схема системы с импульсной модуляцией аналогична схе­ме, показанной на рис. 14.1, г. Для демодуляции сигнала необходи­мо измерять тот параметр импульсов, который несет информа­цию (амплитуду, длительность, частоту и т.д.).

Рассмотренные ранее методы модуляции позволяют в принципе абсолютно точно передать значение сигнала (непрерывные - в любой момент времени, импульсные - в отдельные моменты вре­мени). Однако точность передачи при практическом использова­нии этих методов ограничена воздействием помех и неидеальностью характеристик модулятора, линии связи, демодулятора и дру­гих устройств, участвующих в передаче сигнала.

Несравнимо более высокую точность передачи сигнала обеспе­чивают дискретные, или цифровые, методы модуляции, так как в этом случае сигнал подвергается квантованию как по времени, так и по уровню.

При этом, увеличивая число уровней квантования (и соответ­ственно разрядность кода), можно сделать ошибку квантования по уровню сколь угодно малой. Естественно, что за это приходит­ся расплачиваться увеличением времени передачи сигнала или расширением требуемой полосы пропускания линии связи (если увеличивать частоту следования импульсов). Представление дис­кретного по времени и уровню сигнала в виде цифрового кода осуществляется по определенным правилам в соответствии е при­нятым методом кодирования. Устройства, осуществляющие коди­poвaниe сигнала и его обратное преобразование - декодирова­ние, называют соответственно кодером и декодером.

Так как при цифровых методах модуляции информацию несет не какой-либо параметр импульсов, а вид кодовой комбинации, то при приеме нет необходимости измерять искаженные в линии связи амплитуду, длительность или частоту импульсов с неизбеж­ной при этом ошибкой измерения.. Следует только решить, есть импульс в определенный момент времени или его нет. Этим об­стоятельством и объясняются столь высокие точность и помехоу­стойчивость цифровых методов модуляции. Так, если точность непрерывных и импульсных систем ТИсоставляет 0,5... 1,0 %, то цифровые системы позволяют достигнуть точности 0,05... 0, 1 % и выше.

Цифровые методы модуляции обеспечивают передачу инфор­мации без накопления ошибок за счет преобразования сигнала в пунктах ретрансляции, что позволяет создавать сис­темы с практически неограниченной дальностью действия. Кроме того, цифровые сигналы не требуют дополнительных преобразо­ваний при вводе-выводе из ЦВМ,широко применяемых в теле­механике.

Все это обусловило исключительное использование цифровых методов для передачи телемеханической информации.