Реферати

Реферат: Модуляція і демодуляция

Класифікація методичних засобів технічної творчості. Образ задачі і його динаміка. Еволюції методичних пошукових засобів.

Селянська війна 1773-1775 р.. Зміст Уведення 2 1. Самозванець Е. Пугачов 3 2. Селянська війна 1773‑1775 р. 7 2.1. Передумови повстання 7 2.2. Початок і хід повстання 9

Індустрія гостинності на Далекому Сході. Зміст Уведення......3 Історія розвитку індустрії гостинності ......4 Проблеми і перспективи готельного бізнесу в РФ на сучасному етапі......8

Звіт по виробничій практиці в податковій інспекції. ЗМІСТ УВЕДЕННЯ...... ОСНОВНА ЧАСТИНА...... ВИСНОВОК...... ДОДАТКА......

Сервіс у машинобудуванні. Методичні вказівки до вивчення дисципліни "Сервісна діяльність у машинобудуванні" Програмою вивчення дисципліни передбачене читання лекцій і проведення практичних занять.

Міністерство освіти і науки України

Національний технічний університет "ХПІ"

Кафедра "Обчислювальна техніка і програмування"

Реферат

По курсу "Теорія інформації і кодування"

Тема:

Модуляція і демодуляция

Харков

Зміст

1. Типи модуляції

2. Гармонічна модуляція

3. Імпульсна модуляція

4. Широтно-імпульсна модуляція

5. Дискретна модуляція

Список літератури

1. Типи модуляції

Одним з етапів перетворення повідомлення в сигнал для його передачі в канал зв'язку є модуляція.

Модуляція- зміна якого-небудь параметра переносчика сигналу відповідно до функції що відображає повідомлення.

Несучим сигналом може бути: постійний струм - проводная телеграфія; змінний струм низкой або високої частоти - телефонія, тональна телеграфія, фототелеграф, телемеханіка; високочастотні імпульси - радіорелейний зв'язок.

Параметри, що Модулюються називаються інформативними, і як вони можуть використовуватися: амплітуда; фаза; частота і інш.

Використовуються наступні типи модуляції: гармонічна; імпульсна; дискретна і їх різновиди.

Демодуляция - відділення корисного (що модулює) сигналу від несучої. Модуляція і демодуляция здійснюється за допомогою пристроїв, званих модулятором і демодулятором.

Модем - пристрій, що перетворює код в сигнал (модулятор) і сигнал в код (демодулятор), що використовується для передачі даних по каналах зв'язку. Маніпуляція- модуляція, при якій параметр, що модулюється може приймати фіксоване число значень.

2. Гармонічна модуляція

При гармонічній модуляції як несуча використовується сигнал:.

(1)

Вона частіше за все використовується при передачі двійкових кодів і називається маніпуляцією. Використовуються різні види гармонічної модуляції (див. мал. 1).

Амплитудная модуляція (АМ) - при цьому посилка передається при "1" і відсутня при "0"

(2)

Гдеw0- частота несучої. Частотна модуляція (ЧМ) - при цьому частота посилки при "1" ипри "0" (наприклад: 100 Гц і 1кГц).

(3)

Гдеw1- частота маніпуляції.

Фазова модуляція (ФМ) - при цьому фаза міняється на 180 градусів при зміні з "0" на "1" і з "1" на "0".

(4)

Ріс.1. Види гармонічної модуляції

Порівняння видів модуляції. Різні типи модуляції відрізняються: по необхідній потужності для організації передачі; по необхідній смузі частот або ширині спектра; по помехозащищенности; по економічності і простоті реалізації.

Крім перерахованих видів гармонічної маніпуляції існує багато різновидів або похідних методів. Наприклад, метод відносної фазової модуляції (ОФМ), який відрізняється високою помехозащищенностью. Цей вигляд модуляції широко використовується в модемах.

3. Імпульсна модуляція

При імпульсній модуляції як несуча використовується сигнал:

(5)

Використовуються різні види імпульсної модуляції (див. мал. 2).

Код

АИМ

ШИМ

ЧИМ

ФИМ

Рис.2. Види імпульсної модуляції

Сообщенієпрі використанні імпульсної модуляції може бути представлено у вигляді двійкового коду.

Переносчик- послідовність імпульсів певної амплітуди, тривалості, частоти проходження і фази (А, tи, Ті,. ..).

Амплитудно-імпульсна модуляція (АИМ) - в залежності від посилки "0" або "1" міняється амплітуда імпульсів, що передаються.

Широтно-імпульсна модуляція (ШИМ, ДИМ) - в залежності від посилки "0" або "1" міняється тривалість імпульсів, що передаються.

Фазоимпульсная модуляція (ФИМ) - в залежності від посилки "0" або "1" міняється фаза імпульсів, що передаються.

Частотно імпульсна модуляція (ЧИМ) - в залежності від посилки "0" або "1" міняється період проходження імпульсів.

4. Широтно-імпульсна модуляція

Широтно-імпульсна модуляція - наближення бажаного сигналу (багаторівневого або безперервного) до дійсних бінарних сигналів (з двома рівнями), так, що, в середньому, за деякий відрізок часу, їх значення рівні. Формально, це можна записати так:,

гдех(t) - бажаний вхідний сигнал в межі отt1доt2, а ∆Ti- продолжительностьi- го ШИМ імпульсу, кожного з амплитудойA. ∆Tiподбирается таким чином, що сумарні площі (енергії) обох величин приблизно рівні за досить тривалий проміжок часу, рівні також і середні значення величин за період:.

Керованими "рівнями", як правило, є параметри живлення силової установки, наприклад, напруження імпульсних перетворювачів регуляторів постійної напруги/або швидкість електродвигуна. Для імпульсних источниковх(t) =Uconstстабилизації.

ШПИЧКА - широтно-імпульсний перетворювач, що генерує ШИМ-сигнал по заданому значенню керуючого напруження. Основна перевага ШИМ - високий КПД його підсилювачів потужності, який досягається за рахунок використання їх виключно в ключовому режимі. Це значно зменшує виділення потужності на силовому перетворювачі (СП).

При широтно-імпульсній модуляції як несуче коливання використовується періодична послідовність прямокутних імпульсів, а інформаційним параметром, пов'язаним з дискретним модулюючим сигналом, є тривалість цих імпульсів. Періодична послідовність прямокутних імпульсів однакової тривалості має постійну складову, зворотно пропорційну скважности імпульсів, тобто прямо пропорційну їх тривалість. Пропустивши імпульси через ФНЧ з частотою зрізу, значно меншою, ніж частота проходження імпульсів, цю постійну складову можна легко виділити, отримавши постійне напруження. Якщо тривалість імпульсів буде різною, ФНЧ виділить повільно змінне напруження, що відстежує закон зміни тривалості імпульсів. Таким чином, з допомогою ШИМ можна створити нескладний ЦАП: значення відліків сигналу кодуються тривалістю імпульсів, а ФНЧ перетворює імпульсну послідовність в плавно змінний сигнал.

ШИМ використовує транзистори (можуть бути і інш. елементи) не в активному (правильніше буде сказати - лінійному), а в ключовому режимі, тобто транзистор весь час або розімкнуть (вимкнений), або замкнуть (знаходиться в стані насичення). У першому випадку транзистор має нескінченний опір, тому струм в ланцюгу не тече, і, хоч все напруження живлення падає на транзисторі, тобто КПД=0%, в абсолютному вираженні потужність, що виділяється на транзисторі рівна нулю. У другому випадку опір транзистора надто малий, і, отже, падіння напруження на ньому близько до нуля - потужність, що виділяється так само мала.

1.

2.

Принцип роботи ШИМ

ШИМ є імпульсний сигнал постійної частоти і змінної скважности, тобто відношення тривалості імпульсу до періоду його проходження. За допомогою завдання скважности (тривалість імпульсів) можна міняти середнє напруження на виході ШИМ.

Генерується аналоговим компаратором, на негативний вхід якого подається опорний сигнал у вигляді "пилки" або "трикутника", а на позитивний - власне сам безперервний аналоговий сигнал, що модулюється. Частота імпульсів відповідає частоті "зубъев" пилки. Ту частину періоду, коли вхідний сигнал вище опорного, на виході виходить одиниця, нижче - нуль.

У цифровій техніці, виходи якої можуть приймати тільки одне з двох значень, наближення бажаного середнього рівня виходу при допомозі ШИМ є абсолютно природним. Схема настільки ж проста: пилкоподібний сигнал генерируетсяN- битним лічильником. Цифрові пристрої (ЦШИП) працюють на фіксованій частоті, що звичайно набагато перевищує реакцію керованих установок (передискретизация). У періоди між фронтами тактових імпульсів, вихід ЦШИП залишається стабільним, на ньому діє або низький рівень або високий, в залежності від виходу цифрового компаратора, що порівнює значення лічильника з рівнем цифрового сигналаV, що наближається (n). Вихід за багато тактів можна трактувати як череду імпульсів з двома можливими значеннями 0 і 1, сменяющими друга-друга кожний тактТ. Частота появи одиничних імпульсів виходить пропорційною рівню сигналу ~, що наближається V(n). Одиниці, наступні одна за іншою, формують контур одного, більш широкого імпульсу. Тривалість отриманих імпульсів змінної ширини ~V(n), кратні періоду тактированияT, а частота рівна 1/ (Т*2N). Низька частота означає тривалі, относительноT, періоди постійності сигналу одного рівня, що дає невисоку рівномірність розподілу імпульсів.

Описана цифрова схема генерації підпадає під визначення однобитной (дворівневої) імпульсно-кодової модуляції (ИКМ).1-битную ИКМ можна розглядати в термінах ШИМ як серію імпульсів частотою 1/Ті шириною 0 либоT. Добитися усереднення за менш короткий проміжок часу дозволяє передискретизация, що є. Високою якістю володіє такий різновид однобитной ИКМ, як импульсно-плотностная модуляція (pulse density modulation), яка ще іменується імпульсно-частотною модуляцією.

Відновлюється безперервний аналоговий сигнал арифметичним усередненням імпульсів за багато періодів за допомогою найпростішого фільтра низьких частот. Хоч звичайно навіть цього не потрібно, оскільки електромеханические складові приводу володіють індуктивністю, а об'єкт управління (ОУ) - інерцією, імпульси з виходу ШПИЧКА згладжуються і ОУ, при достатній частоті ШИМ-сигналу, поводиться як при управлінні звичайним аналоговим сигналом.

5. Дискретна модуляція

(кодоимпульсная модуляція)

При кодоимпульсной модуляції (КИМ) кожному значенню амплітуди сигналу в дискретні моменти часу відповідає "пачка" імпульсів (мал. 3).

Рис. 3. Дискретна модуляція

Число рівнів квантування визначають розрядність двійкового коду. Наприклад, для вимірювання в діапазоні 0-100 з точністю 0,1% необхідне 1000 рівнів. Приймаємо 1024=210, що відповідає 10 розрядному двійковому коду.

Імпульсна модуляція широко використовується в телемеханике і багатоканального зв'язку (наприклад, радіорелейної), дискретна модуляція використовується в телеметрії і т. д.

Список літератури

1. Гринченко А. Г. Теорія інформації і кодування: Учебн. допомога. - Харків: ХПУ, 2000.

2. Куприянов М. С., Матюшкин Б. Д. - Цифрова обробка сигналів: процесори, алгоритми, кошти проектування. - СПб.: Политехника, 1999.

3. Хемминг Р. В. Цифровие фільтри: Пер. з англ. / Під ред. А. М. Трахтмана. - М.: Сов. радіо, 1980.

4. Сиберт У. М. Цепі, сигнали, системи: У 2-х ч. / Пер. з англ. - М.: Мир, 1988.

5. Феер К. Беспроводная цифровий зв'язок. Методи модуляції і розширення спектра. Пер. з англ. - М.: Радіо і зв'язок, 2000.

6. Баскаков С. И. Радіотехнічеськиє ланцюга і сигнали: Навчань. для вузів по спец. "Радіотехніка". - М.: Висш. шк., 2000.