Telekomunikacije. Amplitudska modulacija

Transcript

1 Telekonikacije Aplidska odlacija Modlacija Porke se pre prenosa kroz elekonikacioni kanal ransforiš elekrične signale. Dobijeni elekrični signali se og prenosii svo izvorno oblik šo se naziva prenos osnovno opseg česanosi. Osi ovog ogće je i Modlacija je proces enkodiranja signala porke na način pogodan za prenos signala. Generalno, odlacija podrazeva ransliranje spekra signala opseg koji je obhvaa ogo veće česanosi nego šo je česanso signala osnovno opseg.

2 Modlacija Modlacija se izvodi variranje aplide, faze ili frekvencije nosioca visoke česanosi sklad sa proenaa aplide signala porke. Deodlacija je proces izdvajanja signala porke iz nosioca kako bi porka ogla da se inerpreira prijenik. Signal, nosilac porke se naziva odlišći signal. Pooćni periodični signal se naziva nosilac. Modlišći signalo odifikovani nosilac se naziva odlisani signal. Priena odlacije oogćava: Radio prenos porka Mlipleksiranje signala Veća zašia prenošenog signala od icaja senji Podela odlacionih pospaka Analogne odlacije: Modlacioni pospci kojia je odlisani signal koninalan. Ovde je nosilac sinsoidalan. Pri oe razlikjeo aplidsk, odlacij (AM), frekvencijsk odlacij (FM) I fazn odlacij (PM) Modlacione pospke kojia je odlisani signal iplsnog alasnog oblika. ovo slčaj je nosilac povorka periodi;nih iplsa. Razlikjeo: Iplsno aplidski odlisan signal IAM (Plse Aplide Modlaion PAM) Iplsno širinski odlisan signal po rajanj iplsa ITM (Plse Widh Modlaion PWM) Iplsna položajna odlacija - IPM (Plse Posiiion Modlaion, PPM) Poseban oblik iplsno odlisanih signala predsavljaj signali koji se dobojaj na izlaz A/D konverora kao šo s iplsna kodna odlacija (Plse Code Modlaion PCM) i dela odlacija.

3 Analogne odcije Digialni odlacioni pospci I ovo slčaj je nosilac je sinsoidalan, ali je odlišći signal digialan. Osnovni digialni pospci s: Digialna aplidska odlaija (Aplide Shipf Keying, ASK) Digialna fazna odlacija (Phase Shif Keying, PSK) Digialna frekvencijska odlacija (Freqency Shif Keying)

4 Aplidska odlacija Aplida nosioca (carrier) visoke česanosi se enja sklad sa proenaa aplide odlišćeg signala porke. Modlacija se obavlja ranslacijo spekra odlišćeg signala, pri oe relaivan odnos spekralne gsine aplida odlisanog signala i odlišćeg signala osaje isi. Zao ova odlacija spada linearne odlacije Posoji nekoliko vrsa aplidski odlisanih signala: Aplidska odlacija sa dva bočna opsegaam-bo (AM-DSB) Konvencionalna AM KAM (CAM) AM-aplidska odlacija sa jedni bočni opsego AM-BO(AM- SSB) Aplidska odlacija sa nesierični bočni opsezia AM- NBO(AM-VSB) Aplidska odlacija sa dva bočna opsega AM-DSB Nosilac je koninalan oblika ( ) cosωo o je alida napona nosioca a ω πf je kržna česansos. Modlišći signal je () i ia sledeće osobine: srednja vrednos odlišćeg signala je jednaka nli ia ograničen spekar ( jω), ω < ωm ( jω) ω ω AM-DSB signal se ože predsavii izrazo ( ) k > M ( )cosω o Gde k predsavlja konsan proporcionalnosi.

5 Aplidska odlacija sa dva bočna opsega AM-DSB Na slici s predsavljeni nosilac, odlišći i odlisani signal. Anvelopa odlisanog signala je direkno srezerna odlišće signal. Ova odlacija se naziva još i prodkna odlacija jer se dobija kao proizvod odlišćg signala i nosioca. Spekar AM-DSB signala Spekar AM-DSB signala izgleda ( jω ) k [ j( ω ω )] + k [ j( ω + ω )]

6 Spekar AM-DSB signala Posle izvršene aplidske odlacije dolazi do linearne ranslacije spekra odlišćeg signala, kao i pojave nje sieričnog spekra odnos na česanos nosioca ω. Spekar koji se nalazi opseg česanosi od ω do ω naziva se viši bočni opseg + ω (SB) a nje sieričan spekar opseg od ω ω do ω naziva se niži bočni opseg (LSB). Modlišći signal osnovno opseg zazia spekar B Modlisani signal zazia dva pa širi opseg česanosi ( f + f ) ( f f ) f B f Realizacija prodkne odlacije pooć nelinearnih sklopova Na laz nelinearnog sklopa prikazanog na slici dovode se odlišći signal i nosilac ( ) y y( ) a + ax ( ) + ax ( ) Ns izlaz sklopa dobija se y cos ω ( ) ( ) a + a [ cosω + ( ) ] + a [ cosω + ( ) ] a + a + a + a cosω + a ( ) + a ( ) + a cosω cos ω +

7 Spekar izaznog signala Prva dva člana predsavljaj jednosern kopnen, reći član predsavlja odlišći signal, čevri je kvadra odlišćeg signala koji ia dva pa širi spekar, pei član je haronik nosioca na česanosi ω, šesi član je nosilac i poslednji član je korisan član. Da bi ogli filro da izdvojio korisan član porbno je da: ω ω M > ω M Realizacija prodkne odlacije pooć nelinearnih sklopova Takoñe ože da se priei da sredini opsega posoji nosilac, ako da se na izlaz filra dobija i kopnena nosioca. Ovako dobijen signal koji sadrži gorni i donji bočni opseg i koponen nosioca naziva se konvencionalni aplidski odlisan signal (CAM). Drga vrsa odlaora koji se zov balansni odlaori oogćava da se dobije AM-BO signal bez nosioca. Korise se: Balansni nelinearni odlaor Balansni prekidači odlaor

8 Balansni nelinearni odlaor Karakerisika laz izlaz je daa sa y a + ax a x ( ) ( ) ( ) + Signal na laz filar propsnik opsega česanosi je ( ) + 4a ( ) a cosω Dok na izlaz filera iao AM-DSB signal ( ) 4a ( ) ω i cos Balansni prekidački odlaor Kržni (ring) odlaor je prier blansnog prekidačkog odlaora. Pri analizi saraćeo da s ransforaori i diode idelane Za rad ovog odlaora neophodno je da >> ( ) ax Za ( ) > diode paralelni granaa (D i D) provode dok s diode nakrsni granaa inverzno polarisane.šea ekvivalenna ovo slčaj je: + ( ) ( ) C(,)

9 Balansni prekidački odlaor Za slčaj ( ) < provode diode D3 i D4 a drge dve diode s negaivno polarisane. Ekvivalenan šea je Ser proicanja srje zrokovane odlišći signalo jen sproan je onoe poziivnoj polperidi Signal na izlaz će bii kpan signal će bii ( ) ( ) ( ) ( ) [ C(,) C(,) ] ( ) ( ± ) + C Fnkcija C C( ±) ( ) ( ) C(,) se ože napisai nπ sin ( ± ) cos nω n nπ Balansni prekidački odlaor Signal na izlaz odlaora je 4 ω π 3 5 ( ) ( ) cosω cos3ω + cos Korisan signal je 4 ( ) cosω k ( ) cosω π Ovaj signal izdvaja se filro propsniko opsega česanosi

10 Konvencionalana aplidska odlacija Modlisan signal je predsavljen izrazo CAM ( ) [ + k [ + ( )]cos ( )]cos Modlišći signal Nosilac ( ) cos( ω) Konsana propaorcionalnosi Sepen odlacije k ( ω ) [ + ( )]cos( ω ) ( ω ) [ + ( )]cos( ω ) o () k Konvencionalana aplidska odlacija Talasni oblik odlisanog signala

11 Prier: oblik signala za različie sepene odlacije.7 7%. % Za ispravn deodlacij CAM signala ora bii zadvoljen slov + k ( ). % sprono anvelopa odlisanog signala više nije srazerna odlišće signal. Spekar konvencionalno aplidski odisanog signala Spekar odlisanog signala dobija se Frijeovo ransforacjo ( jω ) π δ ( ω ω ) + π δ ( ω + ω ) + k [ j( ω ω )] + k [ j( ω + ω )]

12 Energeski bilans CAM signala Neka je odlišći signal oblika Tada je CAM signal Srednja snaga ovog signala na opornik opornosi R je Gde je P označena snaga nosioca. ( ) ω cos ( ) ( ) [ ] [ ] ( ) ( ) CAM ω ω ω ω ω ω ω ω cos cos cos cos cos cos P R R P Energeski bilans CAM signala Srednja snaga jedno bočno opseg koe je sadržana prenošena porka je: Sepen iskorišćenja kod CAM signala je Sepen iskorišćenja je najveći kada je indeks odlacije i iznosi /6. Znači /3 snage predajnika (nosilac) eije se sao da bi deodlacija ogla da se osvari jednosavni deodlaoro. 4 P R P SSB 4 P P CAM SSB + η

13 AM signali sa jedni bočni opsego AM-BO (AM-SSB) Prenošena porka se sadrži svako od dva dobijena bočna opsega. Nosilac ne nosi pork. Za prenos porke dovoljan je jedan bočni opseg. Aplidski odlisan signal sa sao jedni bočni opsego ože da se generiše ako šo se AM-DSB signal propsi kroz filar propsnik opsega frekvencija koji izdvoji jedan bočni opseg. Filar ora da zadovolji odreñene slove Karakerisika slabljenja nar propsnog opsega reba da ia šo je ogće anj vrednos (obično ispod db), a van propsnog opsega reba da ia šo već vrednos (ipične vrednosi s reda do 6 db) Filar reba da bde realizovan ako da srina karakerisike slabljenja filra dosigne odredjen vrednos alo opseg širine f n. Na niski česanosia og se posići vrednosi srine preko db/khz. Na viši česanosia ovo je eže realizovai. Ovaj proble se ože rešii višesrko AM-SSB. f < 3 khz

14 Višesrka odlacija Višesrka odlacija se osvarje prea šei Aplidska odlacij sa nesierični bočni opsezia AM- NBO (AM-VSB) Ova vrsa odlacije predsavlja koproisno rešenje izeñ AM-SSB i AM-DSB. Ovde se prenosi jedan bočni opseg, nosioc i deo drgog bočnog opsega. Prednosi ovog odlacionog pospka s: Spekar ovog signala je anji nego kad se prenose oba bočna opsega. Neželjeni bočni opseg se odbacje posepeno pa je izgradnja filra anje kriična Prenos nosioca ia sisla ako je pianj veliki broj prijenika, jer se deodlacija ože izvesi na pros način. Ovakav sise prenosa je naročio zaspljen radio-difzni elekonikacijaa pri prenos elevizijskog signala.

15 Deodlacija Generička blok šea AM prijenika Koherenna (sinhrona) deodlacija CAM signala Pospak deodlacije koe se korisi lokalno generisan nosilac se naziva sinhrona ili koherenna deodlacija. i ( ) CAM ( ) Signal na laz LPF je DEM ( ω + θ ) Nakon filriranja i blokiranja jednoserne koponene na izlaz se dobija i cos cos ( ) { [ + ( ) ] cosω} cos( ω + θ ) [ + ( ) ] cosθ + [ + ( ) ] cos( ω + θ ) ( ) ( ) θ

16 Koherenna (sinhrona) deodlacija CAM signala Na izlaz se dobija signal koji je proporcionalan odlišće signal. i ( ) ( ) cosθ Konsana proporcionalnosi zavisi od razlike fazni savovia nosioca odlaor i lokalno generisanog nosioca prijenik. Ako s ova dva napona fazi onda se dobija najveći ogći deodlisani signal. Ako je fazna razlika θ π / izlazni signal će bii jednak nli. Pri sinhronoj deodlaciji neophodno je da nosilac predajnik i lokalno generisan nosilac prijnik iaj ise česanosi i bd fazi. Analiza koherene deodlacije AM-DSB je idenična kao kod CAM se šo nea nosioca. Deekor anvelope Deekor anvelope je sklop koji bez porebe lokalnog oscilaora na izlaz daje signal proporcionlan anvelopi laznog signala. Može da se porebi za eksrakcij odlišćeg signala iz CAM signala. Dodavanje nosioca prijenik ože da se porebi i za deekcij AM-SSB i AM-DSB signala. Za poziivne polperiode visokofrekvenrnog (VF) laznog signala dioda je propsno polarisana i kondenzaor C se brzo napni do vršne vrednosi VF signala. Kada VF lazni signal padne ispod izlaznog signala dioda posaje inverzno polarisana B f i kondenzaor se prazni kroz opornik R. << << π C RC Ako je << RC << ada vrednos f c B napona na izlaz proporcionalana signal porke

17 icaj RC konsane dg Za AM-DSB signale odlaori s balansni i realizj se pooć nelineranih ili prekidačkih sklopova. Za AM-SSB signale korise se odgovarajći odlaori koji na izlaz daj sao jedan bočni opseg ili odlaori AM-DSB signala kobinaciji sa filro. Za AM-VSB signale korise se prodkni odlaor i filar, ili odgovarajća šea odlaora koji na svo izlaz daje signal sa nejednaki bočni opsezia. Za CAM signale odlaor je prodkni Deodlacija AM signala ože bii: Sinhrona važi za sve ipove AM signala Asinhrona sa deekoro anvelope i ože se prienii za odlisane signale koji sebi sardže nosilac.

18 PRENOS MLTIPLEKSNIH SIGNALA Frekvencijsko lipleksiranje (Freqency division liplexing FDM) je jedan od načina prenosa više različiih signala jedno linijo veze. Kod frekvencijskog lipleksa signali s eñsobno poereni po frekvenciji. Višekanalni prenos sa frekvencijsko raspodelo kanla se osvarje ranslacijo spekra svkog od više nezavisnih niskofrekvenih signala iz njihovog osnovnog opsega odreñeni položaj na skali viših opsega frekvencija, ako da se ranslirani spekri nalaze jedan do drgoga ali se ne preklapaj. FDM se korisi radio i TV siseia i ranije se korisio višekanalnoj elefoniji (sada se korise digialne ehnike i vrenski lipleks) Prier lipleksa ri elefonska signala

19 Prier: foriranje frekvencijskog lipleksa. ff FDM hijerarhija Priarna grpa osnovna grpa od kanala Pe priarnih grpa čine sekndarn grp (5*6 kanala)

20 Tipična ispina pianja Objasnii aplidsk odlacij sa dva bočna opsega AM-DSB. Dai vreenski oblik i spekar odlisanog signala. Koliki spekar zazia odlisan signal. Objasnii konvencionaln aplidsk odlacij (CAM). Dai vreenski oblik i spekar odlisanog signala. Objasnii aplidsk odlacij sa jedni bočni opsega AM- SSB. (Princip dobijanja AM-SSB). Koliki spekar zazia odlisan signal. Navesi principe realizacije odlaora Objasnii koherenn deodlacij AM-DSB signala. Nacrai objasnii princip rada deekora anvelope Objasnii pospak frekvencijskog lipleksiranja signala Tipični sipini zadaci Modlišći signal ( ) zazia spekar od do f. Ako se ovaj signal ponoži nosioce ( ) cos( πf ) odredii česanos nosioca ako da širina speka odlisanog signala iznosi % od vrednosi frekvencije nosioca.

21 Tipični sipini zadaci Neka je odlišći signal oblika ( ) cosω Izračnai srednj snag konvencionalno aplidski odlisanog signala (CAM) Tipični sipini zadaci Periodična povorka iplsa prikazana na slici dolazi na laz prodknog odlaora, iza koga se nalazi filar propsnik opsega česanosi. Ako je česanos nosioca Hz, odredii spekralne koponene signala na izlaz.

22 Tipični sipini zadaci ω Signal ( ) +.cos cos( ) 3 ω se cilj deodlacije dovodi na kvadrani deodlaor čija je prenosna karakerisika [ ] i ( ) ( ) + Ovaj signal se poo dovodi na idelana NF filae čija je granična česanos fgf. Nacrai aplidsk frekvencijsk karakerisik izlaznog signala. Lierara Miroslav, L. Dkić, Principi Telekonikacija, Akadeska isao, Beograd, 8. Ilija S. Sojanović, Osnovi Telekonikacija, Beogradski izdavački zavod, Beograd, 97. Močilo Diić, Telekonikacije, VIŠER, Beograd 999.