Глава 15

ПЕРЕДАТЧИКИ С ИМПУЛЬСНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ

§ 15.1. Основные характеристики импульсной модуляции

Для передачи НЧ-сигнала можно использовать периодическую последователыюсть прямоугольных импульсов, показанную на рис. 15.1, а. Эга последовательность импульсов описывается высотой импульсов / ; длительностью т; частотой следования = 2п/Т, где Т - период повторения импульсов; положением модулирова1шых импульсов во времени относительно положения импульсов немодулированной ( несущей ) гюследовательно-сти - фазой импульсов.

Изменяя один из параметров в соответствии с модулирующей функцией, можно осуществить четыре вида им-пульс1юй модуляции: амплитудно-импульсную (АИМ), широтно-импульсную (ШИМ), частотно-импульсную (ЧИМ) и фазоимпульскую (ФИМ). Кроме того, изменяя последовательность импульсов в группе, получают кодово-импульс-кую модуляцию (КИМ). На рис. 15.1, б показано модулирующее НЧ-колебание. Если в соответствии с этим коле банием изменяют высоту h исходной последовательности импульсов, то реализуют АИМ (рис. 15.1, е), если изменяют длительность импульсов, то получают ШИМ (рнс. 15.1, г); если изменяют частоту следования импульсов, то образуют ЧИМ (рис. 15.1, д); если происходит смещение импульсов

относительно его исходного положения, то имеют ФИМ (рис. 15.1, е). На диаграммах рис. 15.1, а-е вертикальными пунктирными линиями (тактовые точки) отмечены исходные положения нeюдyлиpoвaнныx импульсов.

Рис. 15.1

Частоту следования импульсов выбирают ниже, чем несущую частоту, на которой осуществляется радиосвязь, т. е. / од оа С fn, поэтому для осуществления радиопередачи необходимо выполнить вторичную модуляцию синусоидального ВЧ-колебания модулированной импульсной носледовательностью. Структурная схема передатчика с импульсной модуляцией представлена на рис. 15.2, где ИГ - генератор последовательности прямоугольных импульсов; ИС - источник передаваемого НЧ-сигнала; ИМ - импульсный модулятор, в котором осуществляется один из видов импульсной модуляции; ЗГ - задающий генератор Л ВЧ, на которой происходит ра- S) диосвязь; М - модулятор, обес- и иечивающий вторичную модуляцию ВЧ-колебания модулированной последовательностью импульсов. Работа такого передатчика поясняется с помощью диаграмм рис. 15.3. На рис. 15.3, а

Рис. 15.2

Рис. 15.а

показана последовательность импульсов на выходе ИГ. Одна из возможных реализаций НЧ-сигнала на выходе ЯС показана на рис. 15.3, о. В случае АИМ напряжение на выходах ИМ и М изменяется в соответствии с рис. 15.3, в, г.

Спектры колебаний в различных точках структурной схемы передатчика показаны на рис. 15.4. Спектр последовательности прямоугольных импульсов на выходе ИГ - линейчатый (рис. 15.4, а), а его форма зависит от длительности импульсов т и от частоты повторения Fca- При модуляции псриодической функцией около каждой спектральной линии появляется спектр боковых частот (рис. 15.4, б), структура которого зависит от вида модуляции. После вторичной амплитудной модуляции спектр колебания на выходе М показан на рис. 15.4,6. С уменьшением т расширяется участок спектра с составляющими наибольших амплитуд (между fi fn - 1/т и /а = / -f- 1/т). Таким образом, от длительности т и частоты следования Fch импульсов зависит ширина спектра излучаемого передатчиком колебания.

Импульсную модуляцию используют в многоканальной связи с временным уплотнением. Каждое передаваемое сообщение модулирует

свою последовательность импульсов, при этом импульсы в последовательностях различных каналов разнесены во времени и не перекрываются. При объединении каналов в общем радиотракте в промежутках между импульсами одного канала размещаются импульсы других каналов. Передатчик после вторичной модуляции импульсов передает сначала импульс первого канала, затем импульс второго канала и т. д.

FcH си Ци А

Рис. 15.4

до последнего, после чего цикл повторяется. Если передается п сообщений (я каналов), то передатчик за период следования импульсов излучает в эфир п независимых ВЧ-импульсов.

При многоканальной связи стремятся увеличить число передаваемых каналов. Этого можно достичь двумя путями: увеличением периода повторения импульсов в последовательности каждого канала или уменьшением длительности импульса. Однако с уменьшением т расширяется спектр излучаемого передатчиком колебания (см. рис. 15.4), увеличивается требуемая для качественного воспроизведения ширина полосы пропускания передатчика и приемника. Если ограничить ширину спектра П излучаемого передатчиком колебания только областью наибольших амплитуд (между - 1/х и /р, -f 1/т на рис. 15 4, б), то П 2/т. Например, при т = 1 мкс /7 = 2 МГц. Таким образам, при малых т практическая реализация радиосвязи за-