Сигналы с импульсной и импульсно-кодовой модуляцией.
В последние годы в измерительной технике в основном применяются сигналы с импульсной и импульсно-кодовой модуляцией.
Импульсная модуляция. При импульсной модуляции в качестве несущего колебания (точнее, поднесущего) используются различные периодические импульсные последовательности, в один из параметров которого вводится измерительная информация. Для дискретных сигналов процесс модуляции принято называть манипуляцией параметров импульсов.
Пусть поднесущим колебанием является
периодическая последовательность
прямоугольных импульсов с амплитудой
длительностью
и
периодом повторения Т.
Для наглядности и упрощения математических
выкладок выберем в качестве модулирующего
сигнала гармоническое колебание
,
у которого начальная фаза
=900.
Импульсную модуляцию в зависимости от выбора изменяемого параметра делят на:
Амплитудно-импульсную (АИМ), когда по закону измерительной информации изменяется амплитуда импульсов исходной последовательности;
Широтно-импульсную (ШИМ), при изменении по закону измерительной информации длительности (ширины) импульсов исходной последовательности;
Фазоимпульсную (ФИМ) или времяимпульсную (ВИМ), при изменении по закону измерительной информации временнóго положения импульсов;
Частотно-импульсную (ЧИМ), когда по закону измерительной информации изменяется частота следования импульсов поднесущей;
Импульсно-кодовая модуляция (ИКМ), при которой первичный сигнал превращается в цифоровой код – последовательность импульсов (1- единиц) и пауз (0 – нулей), имеющих одинаковую длительность. Этот вид модуляции наиболее широко применяется в современной измерительной технике. Разберем ее подробнее.
Импульсно – кодовая (цифровая) модуляция
Можно получить еще три вида импульсно – кодовой (цифровой) модуляции несущего: модуляцию по амплитуде (ИКМ-АМ, или цифровую амплитудную модуляцию – ЦАМ), частоте (ИКМ-ЧМ, или цифровую частотную модуляцию – ЦЧМ) и по фазе (ИКМ-ФМ, или цифровую фазовую модуляцию – ЦФМ).
При ЦАМ символу «1» соответствует
передача несущего колебания в течение
интервала времени
(посылка), символу «0» - отсутствие
колебания (пауза) на таком же временнóм
интервале.
При ЦЧМ символу «1» соответствует
передача несущего колебания с частотой
течение интервала времени
(посылка), символу «0» - передача несущего
колебания с частотой
на таком же временнóм интервале.
При ЦФМ меняется фаза несущей на 1800 при каждом переходе от «1» к «0» и от «0» к «1».
На практике широко применяется дискретная система относительной фазовой модуляции (ОФМ). В отличие от ЦФМ, при ОФМ фазу канального сигнала отсчитывают не от некоторого эталона, а от фазы предыдущего элемента сигнала. Например, символ «0» передается отрезком синусоиды с начальной фазой предшествующего элемента сигнала, а символ «1» - таким же отрезком с начальной фазой, отличающейся от начальной фазы предшествующего элемента сигнала на 1800. при ОФМ передача начинается с посылки одного не несущего информации элемента, который служит опорным сигналом для сравнения фазы последующего элемента.