Глава 2. Методы формирования и преобразования сигналов

2.1. Модуляция сигналов

Формирование модулированных сигналов (модуляция) предполагает взаимодействие двух сигналов: управляющего модулирующего и вспомогательного несущего. Суть управляющего воздействия модулирующего сигнала  заключается в том, что некоторые параметры  несущего колебания изменяются в соответствии с модулирующим колебанием.

В системах связи в качестве управляющих колебаний используются разнообразные первичные электрические сигналы (ПЭС): телефонные, телеграфные, телевизионные и др..

В качестве несущих широко применяются гармонические сигналы, собственная частота которых  значительно превосходит верхнюю частоту  спектра модулирующего колебания. Это означает, что по отношению к несущему колебанию модулирующее колебание медленно изменяет свои значения во времени. Медленность изменения  подчеркивает, что на период модулирующего колебания приходятся тысячи, сотни тысяч и более периодов несущего колебания. При этом, с одной стороны, обеспечивается достаточно полное отображение модулирующего колебания в несущем колебании, а с другой, обусловливается узкополосность спектра модулированного колебания.

Таким образом, для передачи информации, содержащейся в ПЭС, используется вспомогательное несущее колебание, выполняющее роль переносчика сообщения

,             .

(2.1)

Обычно полагают , где  – наивысшая гармоника ПЭС.

Процесс изменения одного или нескольких параметров высокочастотного (несущего) колебания в соответствии с первичным (модулирующим) сигналом называется модуляцией. Дискретную модуляцию обычно называют манипуляцией.

При модуляции информационными параметрами несущего колебания  могут быть амплитуда , частота  или фаза , которые изменяются в соответствии с модулирующим сигналом , поэтому различают амплитудную модуляцию (АМ), частотную модуляцию (ЧМ) и фазовую модуляцию (ФМ).

В модулируемых колебаниях изменяемые параметры имеют вид:

при амплитудной модуляции – ;

при частотной модуляции – ;

при фазовой модуляции – ;

где    , ,  – приращения, пропорциональные модулирующему колебанию ;  – коэффициент пропорциональности.

Устройство для получения результирующего (модулированного) сигнала  называется модулятором, (рис. 2.1), на один вход которого подается несущее (модулируемое) колебание , на второй вход первичный (модулирующий) сигнал .