Фазовые модуляторы

Фазовые модуляторы

Содержание

1. Формирование сигналов в УПС. Модемы

. Фазовые модуляторы

. Многократная ОФМ. (ДОФМ и ТОФМ)

Заключение

Список литературы

1. Формирование сигналов в УПС. Модемы

Модемы - это устройства, которые являются составной частью тракта СПДС. Предназначен, для переноса спектра в полосу частот КС и обратного преобразования. Они устанавливаются на оконечных узлах и существуют модуляторы и демодуляторы.

Различают 2 вида модемов:

1)      синхронные;

2)      асинхронные.

В асинхронных частота и фаза дискретных сигналов не связана с частотой и фазой несущих сигналов.

В синхронных, между параметрами дискретных сообщений и параметрами несущего колебания, существует жесткая связь.

Синхронные модемы обеспечивают более высокое качество передачи, но они более сложные.

Асинхронные обеспечивают простоту аппаратуры.

В модемах могут использоваться разные виды модуляции: ЧМ, фазовая в разных реализациях (ОФМ, ДОФМ…) и более сложные виды (АФМ), позволяющие получить более высокие скорости передачи.

Частотные модуляторы делятся на 2 вида:

1)      с непосредственным воздействием на частоту генератора;

2)      с косвенным воздействием.

Модуляторы с непосредственным управлением - это LC- генераторы с переключаемой емкостью схемы с реактивным триггером и управляемые напряжением RC - генераторы. Основной недостаток - низкая стабильность частоты, что уменьшает помехоустойчивость. Они используются в самых простых случаях.

Принцип косвенного управления позволяет строить более простые модуляторы на дискретных элементах. Они дороже схемы с перестраиваемыми генераторами.

- входная последовательность модулируемых импульсов

Генераторы могут быть синхронные и асинхронные.

Если несинхронные, то в момент переключения возможны скачки фазы до 180 градусов, а наличие скачков - дополнительная паразитная фазовая модуляция. Скачок фазы можно уменьшить, если использовать умножители и делители, а частоты генераторов увеличить в n раз.

В этой схеме полностью отсутствует скачек фазы при переключении частоты. Это свойство достигнуто благодаря тому, что для информационных частот и частоты определяется длительность информационной посылки, здесь сделано условие кратности частот.

Разность между верхней и нижней частотой выбираются, чтобы

Если разность частот меньше, чем оптимальный, то ухудшается качество демодуляции, т.к. перекрываются спектры посылок, нарушается ортогональность сигнала. Если разность больше оптимальной, то получается неэффективное использование частот канала связи.

2. Фазовые модуляторы

Фазовые модуляторы, также как и частотные представляют из себя перемножители.

Всегда открыт только один ключ. Реализация такого принципа может быть выполнена достаточно простой схемой:

Роль ключей выполняют диоды. «+» - открыты D1 и D2, проходит сигнал с опорной фазой; «-» - D3,D4 открыты и происходит инверсия фазы. Неприятность у абсолютной ФМ заключается в том, что возможен режим обратной работы на приемной стороне. Если фаза опорного сигнала в приемнике изменилась на 180 градусов, то вместо 0 принимается 1.

Применяют ОФМ. Сущность ОФМ состоит в том, что информация источника заложена не в абсолютном значении параметра ЕЭС, а в изменении параметров j-ого ЕЭС к j-1 ЕЭС. В данном случае смотрим на изменение фазы по отношению к предыдущей.

Это делает результаты обработки сигналов в приемнике не чувствительной к случайному изменениям сигналов в приемнике. Эти случайные изменения происходят медленно, а 2 посылки идут быстро.

При ОФМ устраняются эффекты, вызванные скачками фазы в каналах связи, либо скачками опорного сигнала приемнике. В качестве модуляторов ОФМ могут использоваться эти же схемы, однако кодо-преобразователь должен делать более сложную операцию.

3. Многократная ОФМ. (ДОФМ и ТОФМ)

бесперебойный питание генератор фазовый модуляция

При многократном ОФМ, передаваемый двоичный код предварительно разбивается на блоки с числом символов, равным кратности модуляции. ДОФМ -2 символа, дибит; ТОФМ - 3 символа - трибит.

В этом случае изменение фазы ЕЭС определяется содержимым этого блока (дибита или трибита). Рассмотрим сущность метода многократной ОФМ на примере ДОФМ. Эта модуляция рекомендована международными протоколами для использования в УПС со скоростями 2400 бит/с.

Есть исходная последовательность символов . Она разбивается на блоки:

i - номер символа; j- номер блока.

Каждому блоку ставится в соответствие в соответствие символ 4-ного кода. Получили 4 возможных состояния.

Эта последовательность подвергается относительному кодированию. Формируется . Правило кодирования следующее:

Суммируются предыдущее значение относительно кода с γ-текущим по модулю 4.(остаток от деления суммы на 4, выраженное в целых числах):

[2+3] mod 4 =1; [2+2] mod 4 =0.

В результате такого относительного кодирования получим наборы символов .

Они поступают на фазовый модулятор, им соответствуют:

получаем наборы значений фазы, соответствующих этим символам. Значение фазы

Схема, которая выполняет такую модуляцию:

Импульс добавления фазы, поступивший на первый триггер смещает фазу сигнала на 40 градусов. Импульсы установления фазы идут не непрерывно, они идут с частотой посылок. (каждую посылку поступает импульс установления фазы). Импульс установления фазы, поступивший на 2-ой триггер, смещает фазу выходного сигнала на 90 градусов.

Второй импульс смещает на 90 градусов. Импульс, поступивший на ТР3 - на 180 градусов. Если одновременно на два триггера, то смещения суммируются.

Определим, каким образом можно управлять этими ключами.

Из этой таблицы следует, что ключ К1 разомкнут в случаях, когда оба дибита совпадают, а К2 зависит от содержания первого бита в дибите.

Это первый вариант модулятора ДОФМ. Есть второй вариант:

Схема, которая формирует сигналы ДОФМ 4 ключа и формирователь фаз.

В этой схеме всегда открыт один из ключей, номер ключа определяет формирователь кода. Для того, чтобы знать какой ключ открыт, нужно знать дибит и какая фаза была. На основе этой информации ФК формирует номер ключа. Чтобы определить алгоритм работы ФК нужно рассмотреть 4 ситуации:

Пусть был открыт КЛ2 (предыдущий ключ (фаза 90 градусов))

На основе такого анализа можно составить таблицу соответствующих дибитов и открытых ключей. Но необходимо сделать перекодирование.

Для того чтобы записать алгоритм работы преобразователя кода в двоичном виде надо записать номера ключей в виде 2-ого кода:

Ставим в соответствие.

Можно составить таблицу, в которой будет осуществляться весь алгоритм работы.

Эта таблица объединяет алгоритм управления ключами.

 - математическое выражение для работы формирователя кодов.

На основе этого выражения нарисуем схему ФК:

Более сложный вид модуляции - КАМ (АФМ). Модуляторы для КАМ обычно строятся на основа модуляторов ДОФМ.

Заключение

Жизнедеятельность человека связана с информационным хранением, обработкой, приёмом.

Информация-это совокупность каких-либо сведений.

Информация часто возникает не там, где она используется, поэтому важнейшей проблемой является передача информации.

Все многообразие источников информации можно разделить на:

непрерывные;

дискретные.

Аналоговая информация характеризуется бесконечным множеством знаков, на протяжении конечного промежутка времени.

Дискретная информация характеризуется конечным числом значений.

Дискретная информация вырабатывается в виде отдельных символов и может вырабатываться различными датчиками, компьютерами, телеграфными аппаратами или дискретными аналоговыми сигналами.

Существует 2 направления:

передача данных;

телеграфирование.

Передача данных возникла с появлением необходимости сбора, передачи и обработки больших объёмов информации. Для поддержания сложных технических процессов был создан ЭВМ.

Список литературы

1.   Кловский Д.Д., Шилкин В.А. Теория передачи сигналов в задачах М «РиС» 1978г.

2.       Гоноровский П.С. Радиотехнические цепи и сигналы М «РиС» 1986г.

.        Игнатьев В.И. Теория информации и передачи сигналов. М. Сов. Радио 1979г.

.        Ниеталин Ж.Н. Электрлiк байланыс теориясы Алма-Ата РБК 1994г.

.        Ниеталина Ж.Ж. Теория электрической связи. Учебное пособие к курсовой работе Алма-Ата 2001г.