Модуляция и демодуляция

Министерство образования и науки Украины

Национальный технический университет “ХПІ"

Кафедра “Вычислительная техника и программирование”

Реферат

По курсу “Теория информации и кодирования"

Тема:

Модуляция и демодуляция

Харков

Содержание

1. Типы модуляции

2. Гармоническая модуляция

3. Импульсная модуляция

4. Широтно-импульсная модуляция

5. Дискретная модуляция

Список литературы

1. Типы модуляции

Одним из этапов преобразования сообщения в сигнал для его передачи в канал связи является модуляция.

Модуляция - изменение какого-либо параметра переносчика сигнала в соответствии с функцией отображающей сообщение.

Несущим сигналом может быть: постоянный ток - проводная телеграфия; переменный ток низкой или высокой частоты - телефония, тональная телеграфия, фототелеграф, телемеханика; высокочастотные импульсы - радиорелейная связь.

Модулируемые параметры называются информативными, и в качестве них могут использоваться: амплитуда; фаза; частота и др.

Используются следующие типы модуляции: гармоническая; импульсная; дискретная и их разновидности.

Демодуляция - отделение полезного (модулирующего) сигнала от несущей. Модуляция и демодуляция осуществляется с помощью устройств, называемых модулятором и демодулятором.

Модем - устройство, преобразующее код в сигнал (модулятор) и сигнал в код (демодулятор), используемое для передачи данных по каналам связи. Манипуляция - модуляция, при которой модулируемый параметр может принимать фиксированное число - m дискретных значений.

2. Гармоническая модуляция

При гармонической модуляции в качестве несущей используется сигнал:

. (1)

Она чаще всего используется при передаче двоичных кодов и называется манипуляцией. Используются различные виды гармонической модуляции (см. рис.1).

Амплитудная модуляция (АМ) - при этом посылка передается при "1" и отсутствует при "0"

(2)

Где w₀ - частота несущей. Частотная модуляция (ЧМ) - при этом частота посылки при "1" и при "0" (например: 100 Гц и 1кГц).

(3)

Где w₁ - частота манипуляции.

Фазовая модуляция (ФМ) - при этом фаза меняется на 180 градусов при изменении с "0" на "1" и с "1" на "0".

(4)

Рис.1. Виды гармонической модуляции

Сравнение видов модуляции. Различные типы модуляции отличаются: по требуемой мощности для организации передачи; по требуемой полосе частот или ширине спектра; по помехозащищенности; по экономичности и простоте реализации.

Кроме перечисленных видов гармонической манипуляции существует много разновидностей или производных методов. Например, метод относительной фазовой модуляции (ОФМ), который отличается высокой помехозащищенностью. Этот вид модуляции широко используется в модемах.

3. Импульсная модуляция

При импульсной модуляции в качестве несущей используется сигнал:

( 5)

Используются различные виды импульсной модуляции (см. рис.2).

Код

АИМ

ШИМ

ЧИМ

ФИМ

Рис.2. Виды импульсной модуляции

Сообщение при использовании импульсной модуляции может быть представлено в виде двоичного кода.

Переносчик - последовательность импульсов определенной амплитуды, длительности , частоты следования и фазы (A, t_и ,T_и , ...).

Амплитудно-импульсная модуляция (АИМ) - в зависимости от посылки "0" или "1" меняется амплитуда передаваемых импульсов.

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ, ДИМ) – в зависимости от посылки "0" или "1" меняется длительность передаваемых импульсов.

Фазоимпульсная модуляция (ФИМ) - в зависимости от посылки "0" или "1" меняется фаза передаваемых импульсов.

Частотно импульсная модуляция (ЧИМ)- в зависимости от посылки "0" или "1" меняется период следования импульсов.

4. Широтно-импульсная модуляция

Широтно-импульсная модуляция - приближение желаемого сигнала (многоуровневого или непрерывного) к действительным бинарным сигналам (с двумя уровнями), так, что, в среднем, за некоторый отрезок времени, их значения равны. Формально, это можно записать так:

,

где x (t ) - желаемый входной сигнал в пределе от t1 до t2 , а ∆T_i - продолжительность i - го ШИМ импульса, каждого с амплитудой A . ∆T_i подбирается таким образом, что суммарные площади (энергии) обеих величин приблизительно равны за достаточно продолжительный промежуток времени, равны также и средние значения величин за период:

.