Материал: Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Сети и системы передачи информации». Гончаров И.В

Ход выполнения работы

1.Для амплитудно модулированного сигнала выбрать параметры из таблицы, представленной ниже в соответствии со своим вариантом.

2.Используя программное обеспечение Simulink/MatLab создать модель формирования модулированного сигнала.

3.Отобразить временные диаграммы и амплитудные спектры построенной модели формирования амплитудно моделированного сигнала.

4.Определить характерные точки спектра амплитудно модулированного сигнала. Определить амплитуды гармоник в этих точках.

5.Рассчитать мощность и практическую ширину спектра амплитудно модулированного сигнала.

6.Вычислить коэффициент глубины модуляции для амплитудно модулированного сигнала.

9

При защите результатов лабораторной работы необходимо представить содержащий все заданные расчеты отчет и продемонстрировать свои теоретические знания и практические навыки согласно выполненной работе.

Контрольные вопросы

1.Понятие модулированного сигнала.

2.Основные виды модуляции сигналов.

3.Понятие и особенности амплитудной модуляции.

4.Понятие амплитуды, мгновенной фазы и фазово-

го сдвига.

5.Вывод уравнения амплитудно модулированного

сигнала.

6.Применение амплитудной модуляции в системах

связи

7.Вычисление коэффициента модуляции.

8.Предотвращение искажений передаваемой информации в амплитудно модулированных сигналах

9.Порядок вычисления мощности и практической ширины спектра амплитудно модулированного сигнала.

10.Порядок вычисления коэффициента глубины модуляции для амплитудно модулированного сигнала.

10

Лабораторная работа №2 Частотная модуляция

Ключевые слова: частотная модуляция, девиация сигнала, частота несущей, боковые полосы, коэффициент пропорциональности, диаграмма и амплитудный спектр, мощность и практическую ширину спектра, индекс модуляции.

Цель: используя программное обеспечение Matlab рассчитать параметры сигнала модулированного по частоте.

Задачи:

освоить основы и принципы построения частотно модулированных сигналов;

научиться строить временные диаграммы и амплитудные спектры модулированных сигналов;

освоить основные характеристики и методы расчета характеристик частотно модулированных сигналов.

Теоретические сведения

Вработе исследуется принцип модуляции. Модуляция

—процесс изменения одного или нескольких параметров высокочастотного модулируемого колебания по закону информационного низкочастотного сообщения (сигнала). В результате спектр управляющего сигнала переносится в область высоких частот, где передача электромагнитных сигналов посредством излучения более эффективна.

Частотная модуляция (ЧМ) (рис. 5) — вид аналоговой модуляции, при котором информационный сигнал управляет частотой несущего колебания[4].

Высокое качество кодирования аудиосигнала обусловлено тем, что при ЧМ применяется большая (по сравнению с шириной спектра сигнала АМ) девиация несущего сигнала, а в приёмной аппаратуре используют ограничитель амплитуды радиосигнала для ликвидации импульсных помех. Девиация частоты — наибольшее отклонение мгновенной частоты модулированного радиосигнала при частотной модуляции от значе-

11

ния его несущей частоты. Эта величина равна половине полосы качания, т. е. разности максимальной и минимальной мгновенных частот. При больших индексах модуляции полоса качания и ширина спектра ЧМ-сигнала приблизительно равны. Единицей девиации частоты является герц (Гц).

Рис. 5. Частотная модуляция

В методе частотной модуляции (ЧМ) амплитуда модулирующего сигнала управляет мгновенной частотой несущей. Идеальная ЧМ не вносит изменений в амплитуду несущей. Частоты модулированного колебания могут быть получены из

выражения с использованием тригонометрических формул и специальных таблиц (функции Бесселя).

Индекс модуляции определяется как отношение максимальной девиации частоты (за один период модулирующего сигнала) к частоте модуляции:

/=/.

12

Детальный анализ частотной модуляции сложен. Рассмотрим на примерах основные черты этого метода. Будем предполагать наличие одиночной частоты модуляции

().

Девиация частоты прямо пропорциональна мгновенному значению модулирующего сигнала

. Таким образом, можно выразить через :

=

где - коэффициент пропорциональности, аналогичный по своему характеру чувствительности; он дает девиацию частоты на 1 В ( /В). Следовательно, при

(sin()=1),

максимальная девиация частоты синусоидального модулирующего сигнала

=.

Например, если

sin()=0.5,

=21000 (рад/с)/В=1000 Гц/В и =10В,

то мы получаем

=2 1000 10 0,5=25000 рад/с,

т. е. девиацию частоты несущей 5 кГц. Максимальное значение при этих условиях (sin()=1) будет составлять 10 кГц. Отметим, что, так как sin() может быть равным +1

13