Модуляция носителей информации.

Нанесение информации на материальные носители достигается определенным изменением параметров физических процессов - колебаний или импульсных последовательностей. Подобные операции называют модуляцией. Обратные операции восстановления величин, вызвавших изменение параметров при модуляции, называются демодуляцией.

Физические процессы, параметры которых содержат информацию называются сигналами. Например, в телефонии электрическими сигналами передаются звуки разговора, в телевидении - изображения.

Для образования сигналов используются фиксированный уровень, колебания или импульсы любой физической природы, которые рассматриваются как носители информации. Изменяя один или несколько параметров носителя в соответствии с передаваемой информацией осуществляют модуляцию сигнала. Эти параметры называют информационными.

Наиболее часто в качестве носителя используют переменное напряжение, которое содержит три параметра: амплитуду , фазу , частоту (или период ).

Двоичные сигналы могут быть классифицированы по видам используемой модуляции:

1) сигналы с амплитудной модуляцией;

2) сигналы с фазовой модуляцией;

3) сигналы с относительной фазовой модуляцией;

4) сигналы с частотной модуляцией;

5) широкополосные сигналы, использующие сложные виды модуляции.

Двоичные сигналы с амплитудной модуляцией могут быть однополярными (эпюра 1 рис. 2.1), двуполярными (эпюра 2), гармоническими (эпюра 3). Однополярные и двуполярные сигналы применяются для передачи по проводным линиям связи, гармонические применяются для передачи по телефонным линиям связи и по радиоканалам. Гармонические импульсные сигналы на приемном пункте детектируются и превращаются в сигналы однополярные или двуполярные.

Рис. 14.1 - Виды двоичных сигналов

Для разделения сигналов, соответствующих нулям и единицам, на выходе приемного устройства должно быть применено пороговое устройство, которое выдает единичный сигнал, если напряжение превосходит пороговое значение и дает нулевой сигнал, если напряжение меньше порогового.

Двоичные сигналы с фазовой модуляцией. Типичные сигналы с фазовой модуляцией показаны на рис. 2.1, эпюра 4. Импульсы, соответствующие нулю и единице, отличаются друг от друга только фазой колебаний. Отсчет фазы производится относительно фазы опорного когерентного напряжения. Если импульс напряжения, соответствующий нулю, имеет фазу, отличную от опорного напряжения на 180°, то импульс напряжения, соответствующий единице, имеет фазу, совпадающую с фазой когерентного опорного напряжения. На приемном пункте происходит превращение колебаний, модулированных по фазе, в колебания, модулированные по амплитуде.

Двоичные сигналы с относительной фазовой модуляцией (ОФМ).При использовании ОФМ фаза каждой последующей посылки определяется относительно фазы предыдущей посылки. Если последующая посылка имеет фазу, совпадающую с фазой предыдущей посылки, то последующей посылке приписывается нуль, если фаза последующей посылки изменяется относительно фазы предыдущей посылки на 180°, то последующей посылке приписывается единица (рис. 2.1, эпюра 5). Возможен и обратный подход к передаче нуля и единицы.

Двоичные сигналы с частотной модуляцией (ЧМ) получили в настоящее время большое применение. Нуль и единица передаются импульсами с двумя различными частотами (рис.2.1, эпюра 6).

Для приема сигналов с частотной модуляцией необходимо иметь два фильтра, настроенных на частоты и . На выходе фильтров включается балансный детектор, выдающий видеосигналы отрицательной полярности или положительной - в зависимости от того, принимается сигнал на частоте или на частоте .

Широкополосные двоичные сигналы. Пример таких сигналов показан на рис. 2.1, эпюра 7. Передача нуля соответствует отсутствию сигнала, единица - передаче импульсного сигнала с линейно-изменяющейся частотой. Такой сигнал обладает широкой полосой частот. Если в полосе частот сигнала имеется узкополосная помеха, то ее роль тем меньше, чем шире полоса спектра сигнала.