Амплитудная модуляция - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника контрольная работа

Использование модуляции для определения требуемых свойств каналов, сокращения избыточности модулированных сигналов, расчета потенциальной помехоустойчивости и электромагнитной совместимости различных систем передачи информации. Виды амплитудной модуляции.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Исследование различных видов модуляции необходимо для определения требуемых свойств каналов, сокращения избыточности модулированных сигналов и улучшения использования мощности передающих устройств, определения потенциальной помехоустойчивости, помех соседним каналам и решения проблем электромагнитной совместимости различных систем передачи информации.
Общий принцип модуляции состоит в изменении параметров носителя информации s (t, a, b, c …) в соответствии с передаваемым сообщением (a, b, c - информационные параметры). Если в качестве переносчика выбрано гармоническое колебание
s(t) = Acos(щt + и) = A(t)cosш(t) (1.1),
то можно образовать три вида модуляции: амплитудную (АМ), частотную (ЧМ), фазовую (ФМ).
Амплитудная модуляция - вид модуляции, при которой изменяемым параметром несущего сигнала является его амплитуда.
Амплитудная модуляция исторически была первым видом модуляции примененным на практике.
Первый опыт передачи речи и музыки по радио методом амплитудной модуляции произвёл в 1906 году американский инженер Р. Фессенден. Несущая частота 50 кГц радиопередатчика вырабатывалась машинным генератором (альтернатором), для её модуляции между генератором и антенной включался угольный микрофон, изменяющий затухание сигнала в цепи.
С 1920 года вместо альтернаторов стали использоваться генераторы на электронных лампах. Во второй половине 1930-х годов, по мере освоения ультракоротких волн, амплитудная модуляция постепенно начала вытесняться из радиовещания и радиосвязи на УКВ частотной модуляцией.
В СССР в 1939 году был изобретен еще один метод амплитудной модуляции, называемы полярной модуляцией (ПМ), автор - А.И. Косцов. При полярной модуляции положительные и отрицательные полуволны несущей модулируются независимо. Теоретически можно с помощью полярной модуляции передавать стереофонический сигнал, модулируя несущее колебание левыми и правым сигналом стереопары. Этот принцип лег в основу отечественной системы стереовещания (УКВ).
С середины XX века в служебной и любительской радиосвязи на всех частотах внедряется модуляция с одной боковой полосой (ОБП), которая имеет ряд важных преимуществ перед АМ. Поднимался вопрос о переводе на ОБП и радиовещания, однако это потребовало бы замены всех радиовещательных приёмников на более сложные и дорогие, поэтому не было осуществлено. В конце XX века начался переход к цифровому радиовещанию с использованием сигналов с амплитудной манипуляцией.
В настоящее время АМ применяется в основном только для радиовещания на сравнительно низких частотах (не выше коротких волн) и для передачи изображения в телевизионном вещании. Это обусловлено низким КПД использования энергии модулированных сигналов.
В любительских или служебных УКВ диапазонах АМ не получила особого распространения, за исключением так называемого "авиационного диапазона" (связь борт - земля) (118-136 МГц).
Промышленность выпускает специализированные процессоры, предназначенные для работы в звуковом тракте АМ-радиовещания. В таком аппарате происходит многополосная компрессия и лимитирование звукового сигнала и формируется напряжение смещения для управления модулятором передатчика. А лимитер в АМ-процессоре имеет особенности: отрицательную полуволну звукового сигнала надо ограничить раньше, чем положительную, это позволяет избежать перемодуляции в передатчике и снизить искажения при детектировании. При синтезе звука АМ используется целенаправленно - с ее помощью формируется огибающая сигнала. Большая часть регуляторов в синтезаторе имеет отношение к АМ.
Амплитудной модуляцией (АМ) называется образование сигнала путем изменения амплитуды гармонического колебания пропорционально мгновенным значением напряжения или тока другого электрического сигнала (сообщения); процесс изменения несущего колебания, соответствующего изменению непрерывного информационного сигнала.
В процессе амплитудной модуляции амплитуда U 0 несущего колебания u 0 (t) = U 0 cos(щt+ц) перестает быть постоянной и изменяется по закону передаваемого сообщения. Амплитуда U(t) несущего колебания может быть связана с передаваемым сообщением соотношением:
где U 0 - амплитуда несущего колебания в отсутствии сообщения (немодулированное колебание); e(t) - функция, зависящая от времени, соответствующая передаваемому сообщению (ее называют модулирующим сигналом); k A - коэффициент пропорциональности, отражающий степень влияния модулирующего сигнала на величину изменения амплитуды результирующего сигнала (модулированного колебания).
Выражение для амплитудно-модулированного сигнала в общем случае имеет вид:
u АМ (t) = [U 0 + k A e(t)] cos(щ 0 t+ц). (1.2)
Простейший для анализа случай амплитудно-модулированного колебания получается, если в качестве модулирующего сигнала используется гармоническое колебание (такой случай называется тональной модуляцией):
где Е - амплитуда, ?Щ - угловая частота; И - начальная фаза модулирующего сигнала.
Для упрощения анализа будем полагать начальные фазы колебаний равными нулю, что не повлияет на общность выводов. Тогда для тональной амплитудной модуляции можно записать:
u АМ (t) = [U 0 + k A E cos?Щt] cosщ 0 t = U 0 [1+ M A cos?Щt] cosщ 0 t, (1.4)
где М A = Е/U 0 - коэффициент амплитудной модуляции (иногда говорят - глубина амплитудной модуляции).
Для определения спектра амплитудно-модулированного колебания выполним несложные преобразования выражения (1.4):
u АМ (t) =U 0 cosщ 0 t + U 0 M A cos?Щt cosщ 0 t = U 0 cosщ 0 t + (U 0 M A /2) cos(щ 0 - ?Щ)t + (U 0 M A /2) cos(щ 0 + ?Щ)t. (1.5)
Из анализа выражения (1.5) следует, что при амплитудной модуляции гармоническим колебанием спектр амплитудно-модулированного сигнала содержит три гармонические составляющие. Гармоническая составляющая с частотой, равной щ 0 , представляет собой исходную немодулированную несущую с частотой щ 0 и амплитудой U 0 . Гармонические составляющие с частотами, равными (щ 0 - ?Щ) и (щ 0 + ?Щ) представляют собой продукт амплитудной модуляции и называются, соответственно, нижней и верхней боковыми составляющими. Амплитуды боковых составляющих одинаковы, равны U 0 M A /2 и расположены симметрично относительно несущей частоты щ 0 на расстоянии, равном - ?Щ. Таким образом, ширина полосы частот Дщ, занимаемая амплитудно-модулированным колебанием при модуляции гармоническим сигналом с частотой ?Щ, равна Дщ =2?Щ. Графики несущего колебания u 0 (t), модулирующего сигнала е(t) и амплитудно-модулированного сигнала u АМ (t) приведены на рисунке 1.1.
Рис. 1.1 Тональная амплитудная модуляция: а) несущее колебание и его спектр (б); в) модулирующий сигнал и его спектр (г); д) амплитудно-модулированное колебание и его спектр (е)
При отсутствии модуляции (М A = 0) амплитуды боковых составляющих равны нулю и спектр амплитудно-модулированного сигнала состоит только из несущего колебания с частотой щ 0 . При коэффициенте амплитудной модуляции М A < 1 амплитуда результирующего колебания изменяется от максимального значения U MAX = U 0 (1 + M A ) до минимального U MIN = U 0 (1 - M A ). Таким образом, коэффициент М A амплитудной модуляции может быть определен как
М A = (U MAX - U MIN )/(U MAX + U MIN ). (1.6)
При коэффициенте амплитудной модуляции М A >1 возникают искажения, называемые перемодуляцией (рисунок 1.2). Такие искажения могут приводить к потере информации и их стараются не допускать.
Рис. 1.2 Тональная амплитудная модуляция при коэффициенте М A > 1: а) модулирующий сигнал; б) амплитудно-модулированное колебание и его спектр (в)
Подобный подход можно применить и к анализу амплитудно-модулированных колебаний сложной формы. В этом случае периодический модулирующий сигнал может быть представлен набором гармонических составляющих, частота которых кратна периоду исходного сигнала. Каждая из гармоник модулирующего сигнала сформирует в спектре амплитудно-модулированного колебания две боковые составляющие, симметрично отстоящие от несущей на величину, равную частоте соответствующей гармоники. Для примера, если спектр модулирующего сигнала имеет вид, представленный на рисунке 1.3,а, то спектр амплитудно-модулированного колебания может быть представлен диаграммой, приведенной на рисунке 1.3,б.
Рис. 1.3 Спектры сигналов: а) модулирующего сигнала; б) амплитудно-модулированного колебания
В общем случае, ширина П АМ спектра амплитудно-модулированного колебания равна
модуляция сигнал помехоустойчивость амплитудный
где ?Щ В верхняя (наибольшая) частота в спектре модулирующего сигнала.
В зависимости от того, передается весь ли спектр амплитудно-модулированного колебания или только его часть, различают два способа амплитудной модуляции: амплитудная модуляция с двумя боковыми (ФБП) и однополосная амплитудная модуляция (ОБП).
Амплитудная модуляция с боковыми полосами (ДБП)
При этом способе модуляции передаваемый сигнал состоит из несущей (переносчика) и двух боковых колебаний (нежней и верхней боковых составляющих). Иными словами, при ДБП передается весь спектр амплитудно - модулированного колебания.
Так как боковые составляющие отличаются от несущей на значение частоты сообщения F Щ, а между собой на 2 F Щ (рис. а ), то ширина полосы частот при ДБП равна удвоенной частоте передаваемого сообщения:
Если, например, частота переносчика равна 1000Гц, а сообщения F Щ = 50 Гц, то полоса частот для передачи сигнала ?F = 2 * 50 = 100 Гц (от 950 Гц до 1050 Гц), т.е. модулированный сигнал требует для своей передачи определенной полосы частот. В то же время, если передавать сообщение F Щ = 50 Гц без модуляции, для этого потребуется лишь бесконечно малая полоса частот. Действительно, ведь рядом с синусоидой частоты 50 Гц можно передать, например синусоиды частот 49, 0; 49, 1; 49, 2 … вплоть до 49, 999 Гц, т.е. частоты могут следовать бесконечно близко друг к другу, занимая бесконечно малый интервал в спектре частот. Это справедливо, если, во-первых, синусоидальное сообщение бесконечно во времени (если оно конечно, то теоретически ? F = ) и, во - вторых, стабильность частоты генератора колебаний идеальна. Если же стабильность равна, например, ± 1%, то сообщение F Щ = 50 Гц будет предаваться в пределах 49, 75 - 50, 25 Гц, т.е. уже занимать полосу F Щ = 0, 5 Гц.
Общим случаем амплитудной модуляции является передача сообщения, занимающего полосу частот от F Щ1 = F Щ макс - F Щ мин , т.е. ? F Щ = F Щ макс - F Щ мин.
При этом в процессе амплитудной модуляции возникают уже не боковые частоты, а полосы частот: верхняя боковая и нижняя боковая (рис. б ).
Полоса частот ВЧ - спектра для передачи сообщения, занимающего полосу частот ? F, определяется:
? F Щ = ( Fщ 0 + F Щ макс ) - ( Fщ 0 - F Щ макс ) = 2 F Щ макс. (4-6)
Вследствие того, что нижняя частота передаваемого сообщения всегда больше нуля, т.е. всегда ? F щ 0 0, то полоса частот, необходимая для передачи на несущей, всегда превосходит полосу частот передаваемого сообщения более чем в 2 раза, т.е. ? F > 2? F Щ
Однополосная амплитудная модуляция (ОДП)
Как следует из рис. 4-2а (спектр частот при АМ), информация о передаваемых сообщениях содержится только в боковых частотах амплитудно-модулированного колебания. Это позволяет осуществить передачу сообщения только на одной из боковых полос частот (верхней или нижней). При ОБП полоса частот передаваемого сообщения ? F Щ переносится в область высоких частот без расширения полосы, т.е.
Передача на ОБП имеет ряд: преимуществ:
· полоса частот сокращается в 2 раза или более, что позволяет увеличить число передаваемых сообщений;
· т.к. при ОБП напряжение несущей частоты и одной из боковых полос частот подавляется, то это позволяет сосредоточить мощность передатчика только на одной боковой полосе и повысить уровень передаваемого сигнала (выигрыш по напряжению оказывается в 2 раза и по мощности в 4 раза). Более мощный сигнал обеспечивает большую помехоустойчивость передачи.
Амплитудная модуляция (АМ) является наиболее простым и распространенным способом изменения параметров носителя информации. При АМ огибающая амплитуда гармонического колебания (переносчика) изменяется по закону, совпадающему с законом изменения передаваемого сообщения, частота и начальная фаза колебания поддерживаются неизменными.
В заключении отмечу, что идеальная амплитудная модуляция представляет собой перенос спектра передаваемого сообщения в область более высоких частот без нелинейных, частотных и фазовых искажений. Реально модуляция сопровождается искажениями, что приводит к увеличению ширины спектра модулированных сигналов, изменению законов распределения огибающей, фазы и т.д.
· http://ru.wikipedia.org/wiki/Амплитудная_модуляция
Дискретные способы модуляции, основанные на дискретизации непрерывных процессов как по амплитуде, так и по времени. Преимущество цифровых методов записи, воспроизведения и передачи аналоговой информации. Амплитудная модуляция с одной боковой полосой. реферат [1,7 M], добавлен 06.03.2016
Основные принципы работы составных элементов системы связи. Основные задачи оптимизации систем передачи информации. Основные схемы модуляции. Сокращение избыточности источника и помехоустойчивое кодирование. Образование импульсно-амплитудной модуляции. курсовая работа [427,5 K], добавлен 10.12.2012
Зависимость помехоустойчивости от вида модуляции. Схема цифрового канала передачи непрерывных сообщений. Сигналы и их спектры при амплитудной модуляции. Предельные возможности систем передачи информации. Структурная схема связи и её энергетический баланс. контрольная работа [1,2 M], добавлен 12.02.2013
Анализ причин использования в радиоэлектронике гармонического колебания высокой частоты как несущего колебания. Общая характеристика амплитудной, угловой, импульсной и импульсно-кодовой модуляции сигналов. Комплекс форм передачи сигналов в электросвязи. реферат [206,6 K], добавлен 22.08.2011
Каналы утечки речевой информации. Методы формирования и преобразования сигналов. Характеристика радиомикрофона с амплитудной модуляцией. Признаки и классификация закладных устройств. Сущность и принцип действия амплитудной модуляции гармонической несущей. реферат [382,5 K], добавлен 21.01.2013
Специфика сигналов с частотной модуляцией. Спектры сигналов различных индексов модуляции. Факторы передачи сигналов с паразитной амплитудной модуляцией. Особенности приемников частотно-модулированного сигнала. Классификация ограничителей, их действие. презентация [306,0 K], добавлен 12.12.2011
Характеристика систем спутниковой связи. Принципы квадратурной амплитудной модуляции. Факторы, влияющие на помехоустойчивость передачи сигналов с М-КАМ. Исследование помехоустойчивости приема сигналов 16-КАМ. Применение визуального симулятора AWR VSS. курсовая работа [2,2 M], добавлен 28.12.2014
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Амплитудная модуляция контрольная работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Реферат по теме Пути укрепления денежной системы
Реферат: Инновации как фактор экономического роста. Особенности инновационного развития в Республике Бела
Общая Характеристика Методов Исследования Правовой Информации Реферат
Учебное пособие: Методические указания по практическим работам По дисциплине
Курсовая Работа На Тему Применение Симплекс-Метода
Курсовая Работа На Тему Проблемы Архаического Права В Теории Государства И Права
Контрольная работа по теме Понятие программного обеспечения компьютера. Классификация программного обеспечения
Реферат На Тему Культура Японії
Литургическая Культура Сочинения И Рефераты
Доклад по теме Валютный дилинг при ближайшем рассмотрении
Мониторинги Мухити Атроф Реферат
Дипломная Работа На Тему Морфологическая Характеристика Енотовидной Собаки В Белогорском Районе
Курсовая работа: Методично-організаційні положення обліку операцій з придбання і використання основних засобів
Сочинение На Тему Творчество Михаила Горького
Курсовая работа по теме Участие органов государственной власти в арбитражном процессе
Реферат по теме Здание биржи в Петербурге (архитектор Ж.Ф. Тома де Томон)
Реферат: Swingin
Курсовая работа: Развитие электронного правительства в Ирландии
Как Выглядит Дипломная Работа Пример
Реферат: Алмату
Соотношение заемного труда и труда работников, направляемых временно работодателем к другим физическим или юридическим лицам - Государство и право контрольная работа
Степень влияния тайных обществ на политическую жизнь Китая на рубеже XIX-XX веков - История и исторические личности курсовая работа
Порядок формирования и учет прибыли - Бухгалтерский учет и аудит дипломная работа