Интернет, компьютеры, софт и прочий Hi-Tech

Подписаться через RSS2Email.ru

Помехоустойчивые виды модуляции сигнала

Известно, что помехоустойчивость выражается в соотношении интенсивности полезного сигнала и шума (помех). Одним из способов достижения хорошего баланса является подбор подходящей модуляции для передачи данных.

В общем-то, разных научно-инженерных решений придумано много, поэтому рассмотрим лишь некоторые плоды интеллектуальных трудов прогрессивного человечества, не претендуя на создание всеобъемлющей картины современных электронных технологий.

Суть простыми словами

Для начала разберёмся с понятием «модуляция». Представьте себе передатчик, излучающий электромагнитные волны на некоторой частоте. Назовём её несущей. Теперь вообразим, что звук, поступающий в передатчик с микрофона, вызывает колебания амплитуды этой частоты.

Детектор в приёмнике отрезает несущую и восстанавливает звук именно по амплитудным колебаниям. Получается амплитудная модуляция.

Если же звук вызывает колебания частоты, тогда и модуляция будет частотной. Соответственно, детектору приёмника надо выделять звуковой (а в телевизоре ещё и визуальный) компонент именно по такому параметру.

Есть ещё фазовая. И даже гибрид фазовой и амплитудной — квадратурная.

В цифровых системах может использоваться дискретная (также называемая манипуляцией), кодирующая сведения лишь в виде нулей и единиц.

Теперь, когда общая картина ясна, переходим к подробностям, связанным с помехоустойчивостью систем передачи данных. Все виды модуляций условно разделим на аналоговые и цифровые.

Аналоговые модуляции

Амплитудная модуляция в своём классическом виде присутствует в радиовещательных диапазонах коротких, средних и длинных волн.

Возможно, у вашего радиоприёмника есть переключатель AM/FM. Если переведёте его в положение AM, то, скорее всего, попадёте в средневолновый диапазон (особенно если радио недорогое). Услышите какие-то радиостанции с низким качеством звука, шипением, треском, непостоянной громкостью и подвыванием из-за интерференции.

То есть, защиты от помех практически нет. Зато в вечернее время, когда не мешает солнечная радиация, можно услышать станции, находящиеся за пару-тройку тысяч километров.

Однополосная амплитудная модуляция, она же Single-sideband modulation, она же SSB, применяется, в основном, для любительской радиосвязи в диапазоне коротких волн. От обычной AM отличается тем, что полоса несущей частоты урезана наполовину, и на излучение полезного сигнала идёт больше мощности передатчика.

Следовательно, с соотношением уровней сигнала и шума в однополосной AM дела обстоят лучше. Однако аппаратура сложнее, дороже и требует больше мороки.

Квадратурная амплитудная модуляция (КАМ, QAM, Quadrature Amplitude Modulation) — это когда две несущие частоты сдвигаются по фазе на девяносто градусов относительно друг друга. Далеко не каждая помеха имеет такую мудрёную конфигурацию сигнала, поэтому защита от шума получается ещё более эффективной.

Частотная модуляция является разновидностью так называемой угловой (этим термином обозначают все модуляции с неизменной амплитудой сигнала). Используется для теле- и радиовещания. В старинных советских приёмниках диапазон назывался УКВ («ультракороткие волны»), а сейчас широко распространён немножко другой — FM (то бишь, «Frequency Modulation»).

На данном историческом этапе помехоустойчивость сигнала, модулированного по частоте, является наиболее практичной. Можно слушать музыку в хорошем качестве (вещательный стандарт: звук с полосой 30 — 15 000 Гц), без проблем смотреть телепередачи, но только если соотношение сигнала к шуму хорошее. Поэтому доводится лезть на крышу и ставить телевизионную антенну, когда комнатной не хватает.

Продолжение этой статьи: «Помехоустойчивые виды модуляции сигнала. Часть 2».

Автор: vanilinkin, специально для xBB.uz, 31.12.2012


Предыдущие публикации:

Биржа долевых инвестиций SIMEX.

Последнее редактирование: 2013-01-02 22:11:54

Метки материала: сигнал, модуляция, модуляция сигнала, виды модуляции, модуляции, помехоустойчивость, связь, информационно-коммуникационные технологии, электросвязь, коммуникационные технологии, передача данных, помехи, радиотехника и электроника, электронные технологии

Оставьте, пожалуйста, свой комментарий к публикации

Представиться как     Антибот:
   

Просьба не постить мусор. Если вы хотите потестить xBB, воспользуйтесь кнопкой предварительного просмотра на панели инструментов xBBEditor-а.


© 2007-2017, Дмитрий Скоробогатов.
Разрешается воспроизводить, распространять и/или изменять материалы сайта
в соответствии с условиями GNU Free Documentation License,
версии 1.2 или любой более поздней версии, опубликованной FSF,
если только иное не указано в самих материалах.