17.8.2. Спектры модулированных импульсных последовательностей

Наиболее просто определяется спектр при АИМ.

Допустим, что спектр исходной (немодулированной) импульсной последовательности S(t) известен. Тогда в соответствии с спектр сигнала АИМ-1 может быть определен как свертка спектраS(t) с дискретным спектром модулируемой последовательности импульсов (прямоугольных). Этот результат иллюстрируется графиком рис. 17.36.

Рис.17.36. Спектр сигнала АИМ-1

По существу, каждая из гармоник спектра модулируемой последовательности импульсов является как бы несущей частотой, около которой располагаются две симметричные полосы боковых частот модуляции. Как видно из рис. 17.36, для того, чтобы спектральные полосы около соседних дискретных составляющих не перекрывались, нужно, очевидно, чтобы частота повторения импульсов была бы не меньше двойной верхней частоте в спектре модулирующего сигнала (это условие теоремы В.А.Котельникова).

При широтно-импульсной модуляции, как и при АИМ, модулирующая функция определяет площадь импульса. Поэтому при одинаковых модулирующих сигналах спектр при ШИМ подобен спектру АИМ.

Определение спектра при ВИМ и ЧИМ является задачей несколько более сложной, нежели при АИМ и ШИМ. Анализ показывает, что в боковые составляющие около дискретных гармоник частоты повторения в спектре сигнала ВИМ определяются не спектром модулирующего сигнала, а спектром его производной.

17.8.3. Формирование сигналов с импульсной модуляцией

Преобразования сигналов, которые производятся при модуляции импульсной последовательности, иллюстрируются схемой рис. 17.37.

Рис. 17.37. Модуляция импульсной последовательности

Модулирующая функция S(t) перемножается с модулируемой импульсной последовательностьюs₀(t). Такую операцию может выполнять ключ, управляемый импульсной последовательностью и пропускающий на выход сигналS(t) только во время действия импульсовs₀(t). Так формируется последовательность импульсов, модулированных по амплитудеs_АИМ(t).

Одновременно импульсы s₀(t) запускают генератор линейно изменяющегося (пилообразного) напряжения ГЛИН и взводятRSтриггер Т. Длительность пилообразных импульсов несколько меньше периодаT_пповторения импульсов модулируемой последовательностиs₀(t). На компараторе пилообразное напряжение сравнивается с импульсами АИМ и формируются короткие импульсы в момент сравнения. Выходные импульсы компаратора опрокидываютRSтриггер Т. Поэтому длительность выходного импульса этого триггера оказывается пропорциональна амплитуде импульса АИМ, подаваемого на компаратор. Так формируется последовательность импульсов, модулированных по длительностиs_ШИМ(t).

После дифференцирующей цепи сигнал s_ШИМ(t) превращается в последовательность пар импульсов, временной сдвиг которых равен длительности импульсов, модулированных по длительности. Это сигналs_ВИМ(t), состоящий из пар импульсов один – стартовый (первый), другой – рабочий.

Кроме того, если сформировать последовательность только из рабочих импульсов, можно сформировать последовательность импульсов, модулированных по фазе – s_ФИМ(t).