Широтно-импульсная модуляция

Рис. 1.18. Широтно-импульсная модуляция

Важным и распространенным видом модуляции является широтно-импульсная модуляция (ШИМ), при которой исходный сигнал S(t) заменяется последовательностью импульсов постоянного уровня, длительность которых пропорциональна мгновенному значению сигнала в тактируемые моменты времени t_i (рис. 1.18). В теории сигналов показано, что в спектре ШИМ сигнала присутствует спектр исходного сигнала, который можно выделить путем фильтрации. Необходимость перехода от исходного сигнала к ШИМ сигналу обусловлена тем, что импульсы постоянного уровня можно воспроизводить с очень высоким коэффициентом полезного действия, что будет показано в последующих главах.

Получить импульс, длительность которого пропорциональна мгновенному значению сигнала, можно с помощью устройства сравнения (компаратора), на опорный вход которого подан пилообразный сигнал с высокой частотой повторения (рис. 1.19).

Не останавливаясь на всех технических и математических подробностях, рассмотренных выше, а также и других разнообразных видах модуляции, отметим наиболее существенный для нас факт, что для реализации любого вида модуляции принципиально необходимы нелинейные устройства с гладкими (полиномиальными) или релейными характеристиками.

а б   Рис. 1.19. Компаратор: а – схема; б – временные диаграммы при ШИМ