Для передачи информации на расстояние применяются сигналы, обладающие способностью распространяться в среде, разделяющей отправителя и получателя информации. Такими сигналами являются высокочастотные (ВЧ) колебания. Передаваемая информация должна быть тем или иным образом заложена в ВЧ колебание, называемое несущим. Частота w0 этого колебания выбирается в зависимости от расстояния, условий распространения в среде и другие факторы. Но в любом случае w0 должна быть велика по сравнению с наивысшей частотой спектра передаваемого сообщения. В общем случае сигнал, несущий в себе информацию, можно представить в виде a(t) = A(t)cos[w0t + q(t)] = A(t)cosy(t), в котором амплитуда A или фаза q изменены по закону передаваемого сообщения. Если A или q = const, то a(t) - простое гармоническое колебание, не содержащее в себе никакой информации. Если A или q подвергаются принудительному изменению для передачи сообщения, то колебание становится модулированным. Наибольшее распространение получили амплитудная (модуляции подвергается A) и угловая (модулируется q) модуляция. Угловая модуляция подразделяется на фазовую и частотную. При этом A(t) и q(t) - “медленные” функции времени.Аналоговые методы модуляции:
Основные аналоговые методы модуляции: 1. Амплитудная модуляция Amplitudemodulation (AM).Амплитудной модуляцией (АМ) называется образование сигнала путем изменения амплитуды гармонического колебания пропорционально мгновенным значением напряжения или тока другого электрического сигнала (сообщения). 2.Угловая модуляция (Anglemodulation). Углова́я модуля́ция — вид модуляции, при которой передаваемый сигнал изменяет либо частоту ω, либо начальную фазу φ, амплитуда не изменяется. Подразделяется соответственно на частотную и фазовую модуляцию. Названа так потому что полная фаза гармонического колебания Ψ(t) = ωt + φ определяет текущее значение фазового угла. Амплитудная модуляция (AM): 1. (DSB) – Две боковых полосы, 2. (DSB-WC) – Две боковые полосы и несущая - Используется в аналоговом АМ-вещании, 3. (DSB-SC) Две боковые полосы без несущей, 4. (DSB-RC) Две боковые полосы с уменьшенной несущей, 5. (SSB, orSSB-AM) Однополосная АМ, 6. (SSB-WC) Однополосная АМ с несущей, 7.(SSB-SC) Одна боковая полоса с подавлением несущей (ОБПН), 8. (VSB, orVSB-AM) модуляция с частично подавленной боковой полосой. Угловая модуляция: 1.Частотная модуляция (ЧМ) - Frequencymodulation (FM), 2.Фазовая модуляция (ФМ) - Phasemodulation (PM).
Основные цифровые методы модуляции: 1.Амплитудная манипуляция АМн (телеграфия АТ) - (ASK). Амплитудная манипуляция (англ. Amplitude-shift keying (ASK)) – это один из самых простых видов модуляции цифровых сигналов. Амплитудная манипуляция подразумевает, что для передачи "0" и "1" применяются разные уровни несущего сигнала по напряжению. Например, передаче "0" будет соответствовать 5В, а "1" - 1В. При этом частота и фаза несущего сигнала остаются постоянными. Для повышения помехоустойчивости часто применяют уровни различной полярности (например, "0": 5В, а "1": -5В). Это наиболее простой из всех видов манипуляции. Устройства для реализации амплитудной манипуляции также просты и недороги. Кроме того, амплитудная манипуляция требует минимальной ширины полосы пропускания канала связи.
2.Частотная манипуляция ЧМн (телеграфия ЧТ) - (FSK). При частотной манипуляции каждому цифровому символу сопоставляется своя частота несущего сигнала. Амплитуда и фаза манипулированного сигнала не меняются.На рисунке ниже приведен график двоичной бинарной последовательности нулей и единиц и, соответствующий ему, график частотно-манипулированного сигнала. Низкому уровню бинарного двоичного сигнала соответствует частота 1 КГц, а высокому - частота 0,5 КГц несущего сигнала синусоидального типа.
3.Фазовая манипуляция ФМн (телеграфия ФТ) –Phase-Shift Keying (PSK). При фазовой манипуляции каждому цифровому символу сопоставляется своя начальная фаза несущего сигнала при неизменной амплитуде. Данный вид манипуляции наиболее сложен в реализации, но и наиболее помехоустойчив по сравнению с двумя другими видами манипуляции. На рисунке ниже приведен график двоичной бинарной последовательности нулей и единиц и, соответствующий ему, график фазо-манипулированного сигнала. Низкому уровню бинарного сигнала сопоставляется начальная фаза 180 градусов, высокому уровню – фаза 0 градусов несущего сигнала синусоидального типа.
уровни различной полярности (например, "0": 5В, а "1": -5В). Это наиболее простой из всех видов манипуляции. Устройства для реализации амплитудной манипуляции также просты и недороги. Кроме того, амплитудная манипуляция требует минимальной ширины полосы пропускания канала связи.
2.Частотная манипуляция ЧМн (телеграфия ЧТ) - (FSK). При частотной манипуляции каждому цифровому символу сопоставляется своя частота несущего сигнала. Амплитуда и фаза манипулированного сигнала не меняются.На рисунке ниже приведен график двоичной бинарной последовательности нулей и единиц и, соответствующий ему, график частотно-манипулированного сигнала. Низкому уровню бинарного двоичного сигнала соответствует частота 1 КГц, а высокому - частота 0,5 КГц несущего сигнала синусоидального типа.
3.Фазовая манипуляция ФМн (телеграфия ФТ) –Phase-Shift Keying (PSK). При фазовой манипуляции каждому цифровому символу сопоставляется своя начальная фаза несущего сигнала при неизменной амплитуде. Данный вид манипуляции наиболее сложен в реализации, но и наиболее помехоустойчив по сравнению с двумя другими видами манипуляции. На рисунке ниже приведен график двоичной бинарной последовательности нулей и единиц и, соответствующий ему, график фазо-манипулированного сигнала. Низкому уровню бинарного сигнала сопоставляется начальная фаза 180 градусов, высокому уровню – фаза 0 градусов несущего сигнала синусоидального типа.
