АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Широтно - імпульсна модуляція

Читайте также:
  1. Амплітудно - імпульсна модуляція
  2. Выбор частоты дискретизации при широтно-импульсной модуляции
  3. Дельта-модуляція
  4. Кодово - імпульсна модуляція (КІМ)
  5. Кутова модуляція
  6. Часово - імпульсна модуляція
  7. Широтно-импульсная и фазо-импульсная модуляция

 

Якщо модулюючий сигнал впливає на довжину окремих імпульсів послідовності, що модулюється, то ми маємо справу з широтно–імпульсною модуляцією. На відміну на від амплітудно - імпульсної модуляції, при якій параметр (амплітуда) модульованогоого імпульсу відображає модулюючу величину на всьому проміжку існування імпульсу (АІМ-1), при широтно - імпульсній модуляції ширина кожного імпульсу може відображати тільки один стан модулюючої величини. В залежності від моменту фіксації модулюючої величини широтно - імпульсну модуляцію (ШІМ) ділять на модуляцію першого роду (ШІМ - 1) і другого роду (ШІМ - 2). У випадку ШІМ - 1 ширина імпульсу відображає значення модулюючої функції в моменти виникнення переднього або заднього фронту імпульсів. При ШІМ-2 довжина імпульсів пропорційна миттєвим значенням модулюючої напруги в тактових точках, тобто моменти часу, що відстають один від одного на постійну величину, але не співпадають з моментами виникнення переднього або заднього фронтів імпульсів. При t<<Tп різниця між ШІМ-1 і ШІМ-2 несуттєва.

Крім згаданого ділення існує підрозділ широтно - імпульсної модуляції на двохсторонню і односторонню (ОШІМ) (рис.6.11.). У випадку двосторонньої модуляції під впливом модулюючого сигналу міняється розташування як переднього, так і заднього фронтів імпульсу і тоді тривалість промодульованого імпульсу описується виразом

t(t)= t0+Dt(t)+ D t(t). (6.47)

Якщо при цьому обидва фронти імпульсів, зсунуті на однаковий часовий інтервал, то отримуєм двосторонню симетричну ШІМ, в іншому випадку - двосторонню несиметричну ШІМ. У випадку ОШІМ під впливом модулюючого сигналу міняється місце розташування тільки одного фронту імпульсу, і вираз для довжини промодульованого імпульсу набуде вигляду

t(t)= t0+Dt(t). (6.48)

 

 

 
 

 

 


Рисунок 6.11 – Послідовність імпульсів, промодульованих по широті:

а - модулюючий сигнал;

б - двостороння модуляція;

в - одностороння модуляція (ОШІМ).

 

Найбільш поширеним виглядом модуляції є ОШІМ - 1.

Спектр послідовності імпульсів, яка модульована по ширені імпульсів гармонічним коливанням, можна отримати з формули (6.39), яка описує послідовність немодульованих прямокутних імпульсів. Постійна величина t, що входить в формулу, може бути замінена виразом



t(t)= t0+kS0cos(W t+g). (6.49)

Цей вираз після введення поняття коефіцієнта широтної модуляції імпульсів

mt=kS0 / t0 (6.50)

може бути переписаний у такому вигляді

t(t)= t0 [1+mt cos(W t+g)]. (6.51)

Підставляючи останню нерівність у формулу (6.39) отримаємо

(6.52)

Аналогічно випадку амплітудно - імпульсної модуляції отриманий вираз може бути переписаний з новими позначеннями, а саме

aшім(t)=Aшш(W,t)+ ш+(W, rwп, t). (6.53)

В останній формулі

Аш - постійна складова промодульованої послідовності;

Аш=Uoto / TП ; (6.54)

Вш(W,t) - компонента спектру, що відображає передаюче повідомлення, яке передається (модулюючу функцію S(t)):

Bш ; (6.55)

Сш(W, rwn,, t)- член безмежної послідовності компонент, частоти яких кратні частоті повторення wn разом з оточуючим компоненту спектром, що має нескінчене число складових з частотами (rwn ± kW). В цьому можна впевнитись, розкладаючи складові, що містять cos(Wt+g) під функціями sin в ряд Фур’є з використання функції Бесселя;

 

(6.56)

Амплітуди бокових компонент, що групуються поблизу відповідних гармонік частоти повторення rwп, змінюються у відповідності з зазначенями функцій Бесселя, які в свою чергу залежать від аргумента rwп та номера k, що характеризує порядок цієї функції. Це групуванння найбільш помітне в області невеликих значень частоти повторення, тобто при wп, 2wп, 3wп, ... При великих r групуванння менш відчутнє. Це пояснюється тим, що із збільшенням r аргумент функції Бесселя стає великим і тому спектр бокових смуг коло цих гармонік розширюється. Так як функція Бесселя існує при будь - якому значенні r i k, ширина спектру бокових частот біля кожної гармоніки wп теоретично безмежна, тобто спектри смуг всіх гармонік практично нерозділені. З ростом коефіцієнта широтної модуляції імпульсів збільшується аргумент функції Бесселя, в наслідок чого, здійснюється ріст інтенсивності бокових компонент гармонік частоти повторення.

‡агрузка...

Порівняння потужностей, що виділяються немодульованим і модулююючим широтно - імпульсною модуляцією сигналами, показує, що модуляція породжує як збільшення, так і перерозподіл потужності по частотному спектру. Приріст потужності концентрується в складовій Вш (W, t) яка з’являється в спектрі сигналу внаслідок його модуляції. Перерозподіл потужностей відбувається в нескінченій послідовності складових спектру, що збагачується боковими, а також нескінченими смугами.

Взаємне перекривання бокових смуг, що виникають навколо гармонік частоти повторення імпульсів, у випадку широтно імпульсної модуляції робить демодуляцію за допомогою смугового фільтру неможливою. Таким чином, єдиним прийнятним способом демодуляції залишається використання фільтру нижніх частот, виділяючого компоненту Вш(W,t). Однак на відміну від випадку амплітудно–імпульсної модуляції, виділення цього компонента “в чистому вигляді” теоретично неможливе, так як в ту саму смугу попадають спектральні компоненти бокових смуг гармонік частоти повторення. Все ж при раціональному виборі параметрів модуляції заважаючі компоненти вдається зробити достатньо малими. Рівень сигналу, що стримується на виході демодулятора, виражається формулою (6.46), що отримана для випадку АІМ (амплітудно - імпульсної модуляції). Основною перевагою ШІМ над АІМ є можливість обминання приймаючих ним імпульсів по максимуму і мінімуму, що усуває шкідливий вплив завад.

Проте неможливість при ШІМ збільшувати тривалість імпульсів в демодуляторі зменшує у порівнянні з АІМ ефект на виході.

 


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 |


Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.006 сек.)