Gradniki TK sistemov

Transcript

1 Gradniki TK sistemov renos signalov v višji rekvenčni legi Vsebina Modulacija in demodulacija Vrste analognih modulacij AM M FM rimerjava spektrov analognih moduliranih signalov Mešalniki

2 Kdaj uporabimo modulacijo? Frekvenčni pas, ki ga zaseda signal inormacijskega izvora imenujemo osnovni rekvenčni pas. Signali analognih in digitalnih izvorov imajo navzgor omejen rekvenčni spekter, spodnja mejna rekvenca pa je lahko tudi Hz. Če želimo prenašati signale v njihovem osnovnem pasu, moramo imeti na razpolago prenosni medij, ki to omogoča! Kdaj potrebujemo modulacijo? Fizični medij ni primeren za prenos v osnovnem pasu Več uporabnikov uporablja isti prenosni medij Modulacija je postopek prestavitve inormacijskih signalov v izbrano višjo rekvenčno lego:? 3 Kaj je modulacija? Modulacija je postopek, pri katerem modulacijski (inormacijski) signal spreminja lastnosti pomožnega signala (nosilca). modulacijski signal je signal ki nosi inormacijo nosilec je pomožni signal harmonične oblike modulirani signal na izhodu modulatorja nosi vso inormacijo signala na vhodu modulatorja modulator je gradnik (HW ali SW), ki izvaja modulacijo:

3 Kaj je demodulacija? Demodulacija je obratni postopek modulaciji. demodulator je gradnik (HW ali SW), ki izvaja demodulacijo demodulirani signal v sprejemniku je v idealnem primeru enak modulacijskemu signalu v oddajniku. 5 Zgledi moduliranih signalov: AM, FM in M nosilec: analogni inormacijski signal: AM FM M

4 Amplitudna modulacija - AM Amplituda nosilca je sorazmerna modulacijskemu signalu Ločimo več vrst analognih AM, ki se razlikujejo po širini spektra in po zahtevnosti prenosne opreme AM-DSB-LC (Double Side Band, Large Carrier): + enostavna demodulacija, -večina moči je namenjena prenosu nosilca, AM-DSB-SC (Double Side Band, Suppressed Carrier) AM-SSB (Single side band) + potrebuje najožji rekvenčni pas! AM ++ Frekvenčni pas, ki ga potrebujemo za prenos je pri AM najožji! AM - - Na kvaliteto zveze močno vplivata šum in nelinearno popačenje! 7 Spekter AM dvobočni AM z nosilcem: AM-LC zgled: 1=, =7, =1 [Hz, khz, ] OSCILOSKO SEKTRALNI ANALIZATOR x n Ov n n dt zd. 8

5 Spekter AM dvobočni AM brez nosilca: AM-SC zgled: 1=, =7, =1 [Hz, khz, ] OSCILOSKO SEKTRALNI ANALIZATOR x n Ov n n dt zd. 9 Spekter AM enobočni ni AM : AM-SSB zgled: 1=, =7, =1 [Hz, khz, ] OSCILOSKO SEKTRALNI ANALIZATOR x n n dt zd. 1

6 Demodulacija AM signala demodulator za KAM 11 Demodulacija AM signala demodulator za AM-LC (KAM), AM-SC in AM-SSB

7 Frekvenčna modulacija - FM Trenutna rekvenca FM signala je sorazmerna amplitudi inormacijskega signala Amplituda FM signala se ne spreminja! FM signal ni občutljiv na nelinearna popačenja! 13 Načrtovanje spektra FM Ločimo širokopasovni FM in ozkopasovni FM: pri širokopasovnem FM so spremembe trenutne rekvence FM signala mnogo večje od rekvenc inormacijskega signala, širino spektra FM določa maksimalna sprememba trenutne rekvence; pri ozkopasovnem FM so spremembe trenutne rekvence FM signala manjše ali enake rekvencam inormacijskega signala, širina spektra FM signala je primerljiva s pasovno širino inormacijskega signala; Širokopasovni rekvenčno modulirani signal je mnogo manj občutljiv na amplitudne motnje kot amplitudno modulirani signal, cena za boljšo kvaliteto pa je povečana pasovna širina 1

8 Analiza spektra FM testni signal je sinusne oblike: beta=modulacijski indeks 15 Analiza spektra FM 1

9 Spekter FM širokopasovni FM m -n m +n m Zgled 1: m=5, β=5, =1 Zgled : m=5, β=1, =1 SEKTRALNI ANALIZATOR SEKTRALNI ANALIZATOR Δ Δ z. d z. d 17 Spekter FM ozkopasovni FM m - m + m Zgled 1: m=5, β=1, =1 Zgled : m=5, β=.1, =1 SEKTRALNI ANALIZATOR SEKTRALNI ANALIZATOR Δ Δ z. d z. d

10 Fazna modulacija - M Trenutna aza M signala je sorazmerna inormacijskemu signalu Amplituda M signala se ne spreminja! M signal ni občutljiv na nelinearna popačenja! ostopek azne modulacije je zelo podoben postopku rekvenčne modulacije, spektra sta primerljiva, obstaja preprosta matematična povezava med signali: 19 Spektri analognih moduliranih signalov Širina spektra moduliranega signala določa potrebno rekvenčno širino prenosnega kanala! asovna širina moduliranega signala ne more biti manjša od pasovne širine modulacijskega signala!

11 renos v višji rekvenčni legi osnovni model: sprejemnik z mešalnikom = heterodinski sprejemnik 1 Mešalnik mešalnik z množilnikom

12 Mešalnik mešalnik z nelinearnim elementom 3 Mešalnik MOTILNI VLIVI : ZRCALNA FREKVENCA MEŠALNI RODUKTI (ADD.M.) INTERMODULACIJSKO OAČENJE KRIŽNA MODULACIJA