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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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>„

= — Г5 (—й) cos 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