модуляция искажение коммутация синхронизация сигнал
Рисунок 12
Для ВИМ выражения для последовательности импульсов имеет вид
, ( 7)где
, . Различают ФИМ первого и второго рода.Для ВИМ первого рода
, т.е. временной сдвиг импульсов пропорционален значению модулирующей функции в момент появления этого же импульса.Для ВИМ второго рода
, т.е. временной сдвиг импульсов пропорционален значению в тактовых точках. Различия между ФИМ-1 и ФИМ2 при становятся несущественными.Определим спектр ФИМ-1, полагая что
(рисунок 13).Рисунок 13
Спектр ФИМ-1 состоит из:
-постоянной составляющей;
-полезной составляющей на частоте
;-составляющих с частотой
;-составляющих с частотами
.Частотные составляющие спектров ШИМ-1 и ВИМ-1 совпадают, но амплитуды полезных составляющих зависят от индекса модуляции и очень малы.
Амплитуда полезной составляющей определяется выражением:
( 8)При
, и амплитуде полезной составляющей на выходе ФНЧ в этом случае равна , т.е. зависит от частоты модуляции.Следовательно, демодуляция ВИМ-1 с помощью ФНЧ сопровождается завалом нижних и подъемом верхних модулирующих частот. Демодуляция ВИМ с помощью ФНЧ на практике не используется. Чтобы уменьшить искажения и увеличить уровень полезной составляющей на выходе демодулятора при демодуляции ВИМ применяются преобразования ВИМ в ШИМ или ВИМ в АИМ.
Рассмотрим преобразование ВИМ в ОШИМ с помощью триггера (рисунок 14), где
- сигнал в тактовых точках, - сигнал ВИМ, - сигнал на выходе триггера.Рисунок 14
Преобразование ВИМ в АИМ (рисунок 15).
Рисунок 15
Рисунок 16
Демодулятор ВИМ имеет вид, приведенный на рисунке 17, где ПР – преобразователь.
Рисунок 17
Глава 2 Переходные искажения в системах ВРК
Переходные искажения появляются в результате переходных процессов, которые сопровождаются появлением или исчезновением импульсных сигналов в многоканальных системах.
Причиной появления переходных искажений является недостаточно широкая полоса пропускания тракта радиолинии. Различают помехи первого рода, возникающие вследствие искажений спектра группового сигнала в области высоких частот (ВЧ) и помехи второго рода, возникающие из-за искажений спектра группового сигнала в области нижних частот (НЧ). Искажения первого рода возникают из-за завала ВЧ составляющих спектра в тракте радиолиний. Искажения второго рода возникают в передающей аппаратуре до модулятора несущей и в приемной (видеоусилителе) в области модулирующих частот.
2.1 Переходные искажения второго рода
Возникновение помех второго рода обусловлено нелинейностью АЧХ и ФЧХ видеоусилителя общего тракта в полосе, которую занимает спектр модулирующих частот. Полагаем, что на входе видеоусилителя с характеристикой
подана последовательность импульсов n каналов, и в одном канале осуществляется АИМ (рисунок 18).Рисунок 18
Нелинейность АЧХ и ФЧХ видеоусисилителя приводит к уменьшению полезной составляющей на
, а ее фаза сдвигается на угол , что отображено на векторной диаграмме (рисунок 19).Рисунок 19
Из анализа векторной диаграммы следует, что в состав спектров немодулируемых последовательностей как бы вводится дополнительная составляющая на частоте
с амплитудой и уменьшается амплитуда полезной составляющей в спектре модулируемого сигнала (рисунок 20).Рисунок 20
Сигнал на выходе i-го временного селектора без искажений имеет вид:
, ( 9) .Групповой сигнал при искажениях второго рода описывается выражением:
. ( 10)Если модуляция импульсов осуществляется во всех N каналах, то из векторной диаграммы следует, что:
. ( 11)Тогда сигнал на выходе временного селектора равен:
. ( 12)Для демодуляции АИМ используют ФНЧ. Сигнал на выходе ФНЧ при
равен: . ( 13)Оценим переходные искажения коэффициентом
: , ( 14)где
- мощность сигнала i-го канала , а мощность помехи равна:При условии, что коэффициенты модуляции
во всех N каналах одинаковы, формула для коэффициента переходных искажений имеет вид: . ( 16)Если
, а расстояние между циклами ,то: . ( 17)Введем понятие среднего коэффициента искажений
: . ( 18)В этом случае:
. ( 19)Таким образом, при N >> 2 ,
. Таким образом, при увеличении N уменьшается и падает мощность помех .Основным способом устранения НЧ искажений является применение фиксатора уровня (рисунок 21):
Рисунок 21
Постоянная времени фиксатора уровня канала связи выбирается достаточно большой, но такой величины, чтобы напряжение на емкости успевало отслеживать заваленные НЧ спектра АИМ.
Переходные помехи 2-го рода действуют сильнее на АИМ и менее на ШИМ и ВИМ. Если используются ШИМ и ВИМ, то для уменьшения помех 2-го рода применяют ограничитель.