2. Теоретические сведения

2.1. Принцип манипуляции

Немодулированный ВЧ сигнал (несущая) сам по себе не несёт никакой информации. Для передачи телефонного сообщения несущую необходимо модулировать, т.е. изменять в такт со звуковым напряжением параметры ВЧ сигнала - амплитуду, частоту или фазу. Для передачи же телеграфного сообщения ВЧ сигнал модулируют в соответствии с кодом Морзе.

Телеграфные сообщения представляют собой цифровую кодированную информацию, т.е. комбинации двоичных сигналов, состоящих из логических «1» и «0». Такого рода модуляцию называют манипуляцией сигналов, а устройство, реализующее данный процесс, как модулятором, так и манипулятором. Кроме того, процесс манипуляции называют также телеграфным режимом работы, соответственно заменяя название амплитудная модуляция на амплитудное манипулирование (АМн) или амплитудное телеграфирование (АТ). Обобщенная схема амплитудного манипулятора выглядит следующим образом (рис.1).

Рис. 1

В зависимости от числа уровней N манипулирующего сигнала различают двухуровневую (двоичную) и многоуровневую манипуляцию. Для многих видов манипуляции, применяемых в цифровых каналах связи (КС), предполагается использование манипулирующих сигналов, отличающихся по структуре от исходного передаваемого сигнала. Для формирования указанных манипулирующих сигналов применяется специальные кодирующие устройства - кодеры модулятора. При демодуляции осуществляется обратное преобразование, т.е. декодирование полученной информации. Перед декодером осуществляется регенерация цифровых посылок.

2.2. Амплитудно-манипулированные сигналы (аМн)

При амплитудной манипуляции информационным параметром является амплитуда сигнала-носителя информации, которая изменяется скачкообразно под действием модулирующего сигнала. Такие сигналы представляют собой последовательности радиоимпульсов, разделенные паузами. Форма огибающей радиоимпульсов в общем случае может быть произвольной, паузы могут отличаться по длительности от радиоимпульсов. На рис. 2 и 3 приведены пример амплитудно-манипулированного сигнала с прямоугольной П - формой огибающей и модуль спектральной плотности сигнала:

u(t) = U_mcos(2f_ot), (1)

Рис. 2. Рис. 3.

Значит, в частотной области спектр АМн – сигнала образуется сверткой спектра огибающей функции (в данном случае – спектра прямоугольного импульса) со спектром косинусного колебания (дельта - функции на частоте f_o). Спектр прямоугольного импульса довольно слабо затухает и простирается неограниченно далеко, а поэтому его использование в качестве огибающей АМн - сигнала не рекомендуется, хотя и является наиболее простым по техническому исполнению.

На рис. 4 приведен пример формы классического АМн сигнала при передаче нескольких символов, каждому из которых соответствует индивидуальная амплитуда несущей частоты при постоянной длительности интервалов посылки. Модуль спектра сигнала приведен на рис. 5 и тоже имеет достаточно большую ширину значимой части спектра вокруг несущей частоты.

Рис. 4. Рис. 5.

Степень искажения сигналов существенно зависит от длительности посылок. Пример искажения вышеприведенного сигнала при ограничении спектра интервалом частот от 40 до 60 кГц приведен на рис. 6.

Рис. 6.

Естественно, что при передаче данных частотный диапазон канала передачи данных ограничивается значимой частью спектра, ширина которого устанавливается по допустимой степени искажения приемных сигналов.