Файл: Данилов, Б. С. Однополосная передача цифровых сигналов.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 24.10.2024
Просмотров: 33
Скачиваний: 0
При достаточно большой величине юо вторым слагаемым в (1.3) можно пренебречь. Тогда
S (ю) яе ~y ~ SB(со — со0). |
(1.4) |
Из вышеизложенного следует, что спектр посылок ФМ сигнала соответствует спектру огибающей этих по сылок, смещенному по оси частот к несущему колебанию.
Частотные характеристики тракта передачи могут существенно видоизменить форму спектра исходного сигнала ФМ, который, например, может на приемном конце не обладать симметрией относительно частоты не сущего 'колебания. Спектр посылки сигнала S(co), в ча-
Рис. 1.3. Спектр посылки ФМ сигнала (об
|
щий случай) |
|
стности, |
-может быть таким, каким он изображен |
на |
рис. 1.3 |
(на этом рисунке ф(со) — результирующая |
фа |
зо-частотная характеристика).
Можно показать (см. приложение I), что в общем случае, когда не предъявляется каких-либо ограничений ни к форме огибающей спектра, ,ни к фазовой характе ристике цр,акта передачи, ни к положению частот.ы несу щего колебания 'Относительно спектра, выражение для посылки ФМ сигнала (например, для посылки, соответ ствующей символу «1») имеет следующий вид:
«1(0 = Ri (ОCOS (й)о t + фо) + |
Qi (0 sin (со01+ фо), |
(1.5) |
где U i ( t ) — посылка ФМ сигнала, соответствующая |
ин |
|
формационному символу «1»; |
R i ( t ) — огибающая |
син |
10
фазного компонента сигнала, определяемая из соотно шения (П 1.4):
0>„
(О = — Г5 (—й) cos [Ш— ф(—Q)]dQ +
Л J
О
j* 5 (Q) cos [Q^ + |
ф(Й)] d Й, |
(1.6) |
|
о |
|
|
|
Qi(t) — огибающая квадратурного |
компонента сигнала, |
||
определяемая из соотношения (П1.5): |
|
|
|
га0 |
|
|
|
Qi(t) = JL j s (—Й) sin [Йt — ф (—Й)] dfi— |
|
||
Я |
|
|
|
CO |
|
|
|
----j-jS (Q ) sin[Qf+<p(Q)lda, |
(1.7) |
||
а |
|
|
|
й = ©—coo — частота, отсчитываемая от несущего |
коле |
||
бания; 5 (—Й) и S (Й) — спектр сигнала |
соответственно |
||
слева и справа от несущего колебания |
(см. рис. |
1.3); |
|
<р(—й ) и cp(Q)— фазо-частотная |
характеристика |
соот |
ветственно слева и 'Справа от несущего колебания.
Таким образом, фазомодулированный сигнал являет ся, в общем случае, сложным колебанием, состоящим из двух компонентов: синфазного и квадратурного.
При линейной фазо-частотной характеристике спра ведливо равенство <р(й) = той, где т0 — время задержки, одинаковое для всех спектральных компонентов. В даль нейшем, не теряя общности, можно считать, что то = 0 . При этом допущении выражения (1.6) и (1.7) преобра зуются к виду:
|
|
СО* |
S (й)] cos ПtdП, |
|
Ях(0 = |
— |
[5 (— й) + |
' (1.8) |
|
|
|
Шо |
|
|
Qx (0 = |
— |
f [S (— Й) — 5 (Й)] sin Qtd fi. |
(1.9) |
|
|
Я J |
|
|
|
|
|
0 |
|
|
(Здесь предполагается, что |
при |й |> ы о |
S(—Й) = |
||
= S (fl)= 0). |
|
|
|
|
11
Рассмотрим частные случаи:
1) 5 (—П )= 5 (П ) (рис. 1.4а). При этом |
|
|
(0„ |
Ri{t) = — |
Г5 (£2) cos Qtd Q, |
л |
,J |
|
о |
Qi(0 = о . |
|
U 1 (t) = Rl (t) cos (co01 + фо). |
(1.10) |
Таким образом, при четной симметрии боковых по лос относительно частоты несущего колебания модули рованный сигнал содержит в своем составе только син фазный компонент. (Передача посылок ФМ сигнала с двумя симметричными боковыми полосами соответству ет именно этому частному случаю.
2) S( |
Q )= —5(П) |
(рис. 1.46). В этом случае |
|
||
|
■*i(0=o, |
|
|
|
|
|
|
|
со„ |
|
|
|
'<М 0 = |
- |
— [S(Q )sm Q tdQ . |
(1Л1) |
|
|
|
|
я J |
|
|
|
|
|
о |
|
|
Тогда |
их(t) = |
Qi (t) sin (co01+ |
фо). |
|
|
Таким образом, |
при нечетной |
симметрии |
боковых |
полос относительно частоты колебания модулированный сигнал содержит только квадратурный компонент.
Передача двоичных ФМ сигналов с частичным или полным подавлением одной из боковых полос (сокра щенно— сигналов ФМ ОБП) соответствует общему слу чаю, при котором каждая посылка модулированного сигнала содержит и синфазный и квадратурный компо ненты, огибающие которых при линейной фазовой ха
рактеристике определяются выражениями |
(1.8) |
и |
(1.9), |
а в более общем случае — выражениями |
(1.6) |
и |
(1.7). |
В частности, когда передача осуществляется |
с пол |
ностью подавленной одной боковой полосой |
(например, |
||
верхней, рис. 1.4в), |
т. е. когда в (1.8) |
и (il.9) S (Q )= 0 |
|
(й > 0 ), выражения |
для синфазного |
и квадратурного |
|
компонентов будут иметь следующий вид: |
|
||
|
<о0 |
|
|
Rl (0 = |
j S (— Q) cos Qid й, |
|
|
|
о |
|
|
|
(D0 |
|
|
Qx(0 = |
f 5 ( — Q)si nQ^Q. |
(1.12) |
|
|
0 |
|
|
12
Для иллюстрации вышесказанного определим вид огибающих синфазного и 'квадратурного компонентов одиночной посылки ФМ сигнала, передаваемого с час тично подавленной боковой полосой (т. е. методом ФМ ОБП), для 'Интересного практического случая, когда
Рис. 1.4. Примеры форм спект |
Рис. 1.5. Форма спектра, скруг |
|
ра: с четной симметрией боко |
ленного по закону «приподня |
|
вых полос (а), с нечетной сим |
того косинуса» |
и его компо |
метрией боковых полос (б) и |
ненты |
|
с полностью подавленной бо |
|
|
ковой полосой (в) |
|
|
спектр 5(<о) имеет форму прямоугольника, |
скругленного |
на концах по закону «приподнятого косинуса» и асим метричен относительно частоты несущего колебания ©о, а фазо-частотная характеристика— линейна.
Как будет показано ниже, .можно осуществлять син
хронную передачу таких |
сигналов |
со скоростью |
fli/я |
|||
Бод без взаимного влияния между ними. |
трех |
|||||
Спектр S(~iо) можно представить состоящим из |
||||||
компонентов (рис. 1.5): |
|
|
|
|
|
|
5 (со) = cSx (о) -j- S-2 (со) + |
S3(<ц). |
(1.13) |
||||
Компонент Si((o) имеет |
форму прямоугольника с гра |
|||||
ничными частотами <oi и шо: |
(on, |
|
||||
Sl((o) |
1, |
он «в |
(1.14) |
|||
О, |
(0 <0)1, |
(О>СО0- |
||||
|
|
13
Компоненты 52(со) и 53(со) определяют закон и сте пень скругления спектра 5 (со).
В рассматриваемом случае:
(се) =
S3(co)
1 |
( l — sin — |
— |
|
0 < Q < Q |
x , |
|
|
||||
2 |
|
|
|
||||||||
l |
Q x |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1 |
1 + |
sin — |
|
|
— |
Q x < Q |
< 0 , |
( 1 Л 5 ) |
|||
2 |
2 |
/ |
|||||||||
\ |
Qx |
|
|
|
|
|
|
||||
0, |
|
|
|
Q < |
— |
Q*, |
н |
> |
й |
д:; |
|
1 |
1 — |
s i n ---- |
— |
|
0 < Q ' |
< Q |
X, |
|
|
||
|
} |
|
|
||||||||
2 |
l |
Qx |
2 |
|
|
|
x |
|
|
||
1 |
! , . |
. Q' |
— |
) , |
— |
Q X < Q ' |
< |
0 , ( u 6 ) |
|||
2 |
1 4 - sin — |
||||||||||
\ |
Й* |
2 |
/ |
|
* |
|
|
|
|
||
0, |
|
|
Q ' < — й „ Q ' > Q X, |
где Q= co—coo; £2/= со—cor, 2QX— ширина области скруг ления спектра S (со).
•В приложении 2 показано, что для рассматриваемых здесь примеров огибающие синфазного R i(t) и квадра турного Qi(t) компонентов определяются соотношения ми (П2.2) и (П2.3).
Значения R i(t) и Qi(t), |
вычисленные по этим форму |
лам для случаев Q*= Qi/2, |
£2x=£2i/4 и Qx = 0, приводятся |
в табл. 1.1. На (рис. 11.6а, б, в для этих же случаев при водятся огибающие компонентов Ri(t) и Qi(t), построен ные по данным табл. 1.1. В табл. 1.1 и на рис. 1.6 приве дены также значения и вид результирующей огибающей Bt(t), которая определяется из выражения
Q,t |
|
sin ■ |
cos Qx t |
|
|
Qi t |
2Qx t |
1 |
- |
2 |
|
|
(1.17) |
Заметим, что выше в качестве посылки ФМ оигнала бралась посылка, соответствующая символу «1» (т. е. Ui(t)). Ничего бы не изменилось, если бы в качестве посылки ФМ сигнала была взята посылка u0(t), соот ветствующая символу «О», так как она отличается от посылки Ui(t) лишь знаком, т. е. u0(t) = —Uy(t).
14