Модуляция — это процесс, используемый в телекоммуникациях для изменения одного или нескольких параметров несущего сигнала для передачи информации.
В процесс модуляции входят три сигнала:
Сигнал модулятора — исходный информационный сигнал, который должен быть передан.
Несущий сигнал — электрический сигнал, параметры которого будут изменены для передачи модулирующего сигнала (1).
Модулированный сигнал — переданный сигнал, а именно сигнал несущей, измененный соответствующим образом.
Основное применение модуляции — это передача информационного сигнала с использованием полосы частот, отличной от той, на которой он расположен. Непосредственным следствием этого утверждения является то, что несколько сигналов (например, вызовов) могут передаваться по одному и тому же частотному каналу одновременно.
В зависимости от категории, к которой принадлежит сигнал модулятора (носитель информации), модуляции делятся на две основные группы:
— аналоговые модуляции: амплитудная модуляция (MA), частотная модуляция (MF) и фазовая модуляция (MP)
— цифровые модуляции : ASK ( амплитудная манипуляция ), FSK ( частотная манипуляция ), PSK ( фазовая манипуляция )
Аналоговые модуляции
Интересующая информация (которая должна быть передана) представлена в аналоговой форме (голос, музыка, изменение температуры и т. Д.) И математически описывается непрерывной функцией.
Амплитудная модуляция (МА)
Он заключается в изменении амплитуды несущего сигнала (2) в тесной корреляции с мгновенным изменением амплитуды передаваемого сигнала (1). В зависимости от спектра сигнала, полученного в результате модуляции и передаваемого, МА делится на несколько категорий:
— Обе боковые полосы (DSB — двусторонние полосы ) с подавленной несущей или без нее
— одинарная боковая полоса (BLU) с подавленной несущей (BLU-PS) или без
Математически сигнал скользящей средней описывается следующим соотношением:
s MA (t) = A p [1 + m * s M (t)] cos ( p * t) где:
A p — амплитуда несущего сигнала
m — индекс амплитудной модуляции
s M (t) — модулирующий сигнал (носитель информации) любой формы
p — пульсация несущего сигнала ( p = 2f p )
Частотная модуляция (MF)
Эта форма модуляции заключается в изменении мгновенной частоты несущего сигнала в результате изменения модулирующего сигнала (1). По сравнению с MA этот метод имеет два основных преимущества, а именно:
сигнал, полученный с помощью СЧ модуляции, невосприимчив к помехам аддитивного типа, и поэтому передача / прием более «четкие».
поскольку амплитуда остается постоянной, эффективность электрических цепей для генерации и обнаружения модуляции выше, чем в предыдущем случае (MA).
Математическое описание МП-сигнала следующее (для простоты вычислений мгновенная фаза считается нулевой):
s MF (t) = A p cos ( p t + k f s M (t) dt) , где
A p — амплитуда несущего сигнала
p — начальная пульсация несущего сигнала ( p = 2f p )
k f — коэффициент девиации частоты
s M (t) — модулирующий сигнал (1) любой формы)
Для синусоидального сигнала формы S M (t) = A m cos ( m t) частотно-модулированный сигнал будет иметь вид:
s MF (t) = A p cos ( p t + k f A m cos ( m t) dt) = A p cos ( p t + k f A m / m sin ( m t)
Отношение k f * A m = называется отклонением частоты , а / m = будет характеризовать показатель частотной модуляции . С этими соотношениями сигнал МП записывается в виде:
S MF (t) = A p cos ( p t + sin ( m t))
Фазовая модуляция (МП)
Изменение основного сигнала отражается в мгновенном изменении фазы несущего сигнала. Эта форма модуляции очень похожа. функционирующие с МП, они известны в литературе как угловые модуляции. Существует тесная связь между фазой и частотой сигнала: — фаза определяется путем получения частоты в определенное время, которое считается представляющим интерес — и наоборот, частота сигнала определяется операцией фазового интегрирования по определенному продолжительность или период. время
Следовательно, MP-сигнал может быть легко получен с использованием техники MF-модуляции при условии, что несущий информацию сигнал (модулятор) предварительно подвергается операции вывода.
