Βαγγϋλησ Οικονόμου Διϊλεξη 6. Διμόρφωςη Πλϊτουσ - Διϊλεξη 6

Transcript

1 Βαγγϋλησ Οικονόμου Διϊλεξη 6 1

2 Αναλογικϋσ Επικοινωνύεσ: χετύζονται με την εκπομπό, λόψη και πολυπλεξύα αναλογικών ςημϊτων (?) Εφαρμογϋσ: Ραδιοφωνύα Σηλεόραςη Παραδοςιακό Σηλεφωνύα Με την ψηφιακό τηλεόραςη και ραδιοφωνύα θα αποτελούν παρελθόν Σεχνικϋσ που εφαρμόζονται ςε αναλογικϊ τηλεπικοινωνιακϊ ςυςτόματα αποτελούν την βϊςη για αντύςτοιχεσ τεχνικϋσ ςτισ Χηφιακϋσ Επικοινωνύεσ (πχ. Σεχνικϋσ Διαμόρφωςησ και Αποδιαμόρφωςησ ) 2

3 Η ιδϋα τησ αναλογικόσ διαμόρφωςησ ςτηρύζεται ςτην αλλαγό κϊποιασ παραμϋτρου ενόσ ημιτονοειδούσ ςόματοσ (t), το οποίο λέγεται φορέασ, από κϊποιο πληροφοριακό ςήμα m(t) προκειμϋνου να περϊςει "ϊνετα" από το κανϊλι. Η αναλογικό διαμόρφωςη εφαρμόζεται κυρύωσ ςε τηλεπικοινωνιακϊ ςυςτόματα, που χρηςιμοποιούνται ςτισ ραδιοφωνικϋσ εκπομπϋσ, ςτα κινητϊ ςυςτόματα επικοινωνύασ κ.λ.π. τα ςυςτόματα αυτϊ τα πληροφοριακϊ ςόματα, που πρϋπει να μεταδοθούν, εύναι η ανθρώπινη ομιλύα και η μουςικό και εύναι "χαμηλού αρμονικού περιεχομϋνου" (περιϋχουν ςυχνότητεσ από 5 ωσ15 khz περύπου), ενώ το κανϊλι (η κεραύα και η ατμόςφαιρα) ςυμπεριφϋρεται ιδανικϊ ωσ ζωνοπερατό φύλτρο με την πιο χαμηλό ςυχνότητα γύρω ςτα 500 khz. υνεπώσ, εύναι προφανϋσ ότι το κανϊλι δε θα επιτρϋψει τη μετϊδοςη των ςημϊτων. Έτςι, αναγκϊζεται κανεύσ να "φορτώςει" το προσ μετϊδοςη πληροφοριακό ςόμα ςε κϊποιο φορϋα, ο οπούοσ εύναι ϋνα ημιτονοειδϋσ ςόμα ςυχνότητασ f και ο οπούοσ "περνϊει" από το κανϊλι. Αυτή είναι στην ουσία η τεχνική της αναλογικής διαμόρφωσης. 3

4 Διαμόρφωςη Πλϊτουσ: το ςήμα πληροφορίασ βαςικόσ ζώνησ αποτυπώνεται ςτο πλϊτοσ του διαμορφωμένου ςήματοσ Υϋρον όμα όμα Πληροφορύασ Διαμορφωτόσ Πλϊτουσ Διαμορφωμϋνο όμα 4

5 Υϋρον όμα: όμα Πληροφορύασ: mt () ( t( t) ) A os(2 fftt) ( t)) Διαμορφωμϋνο όμα: x( t) A( t)os(2 f t) ( t) 0 Σο πλϊτοσ του διαμορφωμϋνου ςόματοσ μεταβϊλλεται γραμμικϊ με το πλϊτοσ του ςόματοσ πληροφορύασ A( t) A m( t) x( t) [ A m( t)]os(2 f t) (*) 5

6 Σο διαμορφωμϋνο κατϊ πλϊτοσ ςόμα x(t) εύναι ζωνοπερατό με γενικό μορφό: x( t) x ( t)os(2 f t) x ( t)sin(2 f t) I Q υνδυϊζοντασ την παραπϊνω ςχϋςη με την ςχϋςη (*) προκύπτει ότι: x ( t) A m( t) x ( t) 0 I Q Οπότε για την περιβϊλλουςα ϋχουμε: V( t) A m( t) ( t) 0 6

7 7

8 t=[0:0.01:10]; m_t = 0.8*sin(pi*t/4); _t = 2*os(4*pi*t); x_t = (2+m_t).*os(4*pi*t); V_t = abs(2+m_t); figure,plot(t,m_t), axis([ ]) figure,plot(t,_t,'g'), axis([ ]) figure,plot(t,x_t),hold on,plot(t,v_t,'g-.'), axis([ ]) 8

9 Δεύκτησ διαμόρφωςησ: min{ mt ( )} A 1 A m( t) 0 1 A m( t) 0 Τπερδιαμόρφωςη. ΑΦΗΜΟ!!! Παραμορφώνεται η περιβϊλλουςα 9

10 t ( t) 2os(4 t) mt ( ) 0.8sin 4 Ποιϊ εύναι η περιβϊλλουςα, η ςυχνότητα φϋροντοσ και η τιμό του δεύκτη παραμόρφωςησ; 10

11 t ( t) 2os(4 t) mt ( ) 2.4sin 4 Ποιϊ εύναι η περιβϊλλουςα και η τιμό του δεύκτη παραμόρφωςησ; χεδιϊςτε την περιβϊλλουςα και το διαμορφωμϋνο ςόμα. 11

12 Ποιό εύναι το Υϊςμα του διαμορφωμϋνου ςόματοσ x(t); X ( f ) F{ x( t)} F{( A m( t)) os(2 f t)} F{ m( t) os(2 f t)} F{ Aos(2 f t)} 1 [ M ( f f ) M ( f f )] 2 A [ ( f f) ( f f)] 2 12

13 t () 13

14 Ποιϊ εύναι η ιςχύσ του διαμορφωμϋνου ςόματοσ x(t); 1 Px P Pm 2 2 A 1 P 2 2 Ιςχύσ φϋροντοσ m Ιςχύσ ςόματοσ πληροφορύασ Απόδοςη: A 2 P m P m Η απόδοςη εκφρϊζει το ςυνολικό ποςοςτό ιςχύοσ του πομπού που χρηςιμοποιεύται για την αποςτολό του ςόματοσ πληροφορύασ 14

15 Αποδιαμόρφωςη πλϊτουσ καλεύται η διαδικαςύα εκτύμηςησ του ςόματοσ πληροφορύασ από το διαμορφωμϋνο ςόμα. Ανιχνευτόσ Περιβϊλλουςασ ύμφωνη Αποδιαμόρφωςη 15

16 Για την ανϊκτηςη του ςόματοσ πληροφοριασ m(t) από ϋνα ςόμα διαμορφωμϋνο κατϊ πλϊτοσ πρϋπει ςτο δϋκτη να γύνει η μετϊθεςη του φϊςματόσ του, που εύναι γύρω από τη ςυχνότητα f του φορϋα, ςτην περιοχό βαςικόσ ζώνησ, δηλαδό ςτην περιοχό που όταν πριν τη διαμόρφωςη 16

17 y( t) x( t) os(2 f t) [ A m( t)] os(2 f t) os(2 f t) 2 [ A m( t)] os (2 ft) 1 [ A m( t)] (1 os(4 ft)) 2 A A 1 1 os(4 ft) m( t) m( t)os(4 ft) A 1 1 m( t) [ A m( t)]os(4 ft)

18 xt () Φαμηλοπερατό Υύλτρο (LPF) Αφαύρεςη DC ςτοιχεύου mt ˆ () t () ύμφωνοσ Αποδιαμορφωτόσ 18

19 Η ονομαςύα οφεύλεται ςτο γεγονόσ ότι ο δϋκτησ πρϋπει να παρϊγει ϋνα ημιτονοειδϋσ ςόμα, τησ ύδιασ ςυχνότητασ και φϊςησ με το φορϋα, που χρηςιμοποιόθηκε ςτον πομπό. Εϊν υπϊρξει κϊποιο ςφϊλμα (εύτε ςτη φϊςη εύτε ςτη ςυχνότητα) δημιουργούνται ςοβαρϊ προβλόματα, που οδηγούν ςτην παραμόρφωςη του ςόματοσ εξόδου του χαμηλοπερατού φύλτρου 19

20 Open Matlab!!!! 20