Dsb модуляция: Амплитудная модуляция

Содержание

Амплитудная модуляция

Содержание

Обнаружили ошибку? Выделите ее мышью и нажмите

Введение

В данной статье речь пойдет о разновидностях аналоговой амплитудной модуляции. Предполагается, что читатель понимает смысл комплексной огибающей полосового радиосигнала, а также понятия аналитического сигнала и преобразования Гильберта.

Как было отмечено ранее, процесс модуляции заключается в формировании низкочастотной комплексной огибающей

(1)

после чего производится перенос этой комплексной огибающей на несущую частоту умножением на

(2)

Также было отмечено, что все виды модуляции различаются только способом формирования комплексной огибающей на основе модулирующего сигнала

Формирование сигналов с амплитудной модуляцией

Рассмотрим как производится формирование комплексной огибающей в случае с амплитудной модуляцией (АМ).

При АМ производится изменение только амплитуды несущего колебания при постоянной начальной фазе:

(3)

где – закон изменения амплитуды, а – постоянная начальная фаза несущего колебания. Потребуем, чтобы модулирующий сигнал имел нулевую постоянную составляющую и Тогда где носит название глубины АМ и радиосигнал с АМ имеет вид:

(4)

Поясним смысл глубины АМ, для этого возьмем частный случай модулирующего сигнала где В этом случае получим так называемую однотональную АМ. При амплитуда несущего колебания не меняется. На рисунках 1 – 4 приведены графики АМ сигнала при различной глубине модуляции: от 0 до 1,5. Синим показана амплитуда При глубине модуляции от 0 до 1 амплитуда несущего колебания совпадает с , однако при наблюдается перемодуляция, так как пересекает ось абсцисс.

Рисунок 1: АМ сигнал при глубине модуляции равной 0	Рисунок 2: АМ сигнал при глубине модуляции равной 0,5
Рисунок 3: АМ сигнал при глубине модуляции равной 1	Рисунок 4: АМ сигнал при глубине модуляции равной 1,5

Если глубина АМ выбрана так, что перемодуляции не наблюдается, то измерить глубину АМ можно по осциллограмме радиосигнала. Для этого необходимо померить максимальную и минимальную амплитуду несущего колебания как это показано на рисунке 5, и по ним рассчитать глубину АМ по формуле:

(5)

Рисунок 5: Измерение глубины АМ по осциллограмме радиосигнала

Необходимо отметить, что перемодуляция вредный эффект, которого необходимо избегать, в противном случае возникнут проблемы при демодуляции сигнала.

Теперь рассмотрим структурную схему АМ модулятора. Для этого выделим из АМ сигнала (4) комплексную огибающую:

(6)

Таким образом, комплексная огибающая равна , тогда квадратурные составляющие комплексной огибающей равны:

(7)

Тогда структурная схема АМ модулятора на базе универсального квадратурного модулятора может быть представлена как это показано на рисунке 6.

Рисунок 6: Структурная схема АМ модулятора

Данная схема не является оптимальной, ее можно упростить, задав фазу комплексной огибающей равную нулю, тогда

(8)

Таким образом, квадратурная составляющая не учитывается, и радиосигнал формируется простым умножением несущего колебания на как это показано на рисунке 7.

Рисунок 7: Упрощенная схема АМ

Спектр сигналов с амплитудной модуляцией

Рассмотрим теперь спектр однотональной АМ. Для этого представим АМ сигнал в виде:

(9)

Таким образом, можно сделать вывод о том, что спектр однотональной АМ имеет три гармоники. Амплитудный и фазовый спектры сигнала с АМ представлены на рисунке 8.

Рисунок 8: Амплитудный и фазовый спектр сигнала с АМ

Центральная гармоника не несет никакой информации, однако ее амплитуда максимальна и не зависит от глубины АМ. Информация заключена в боковых гармониках, при этом их уровень зависит от глубины АМ, чем она выше, тем уровень боковых гармоник больше. Максимальное значение глубины АМ при котором не наблюдается перемодуляции , это означает, что максимальный уровень боковых гармоник в 2 раза ниже уровня несущей частоты.

При этом как нетрудно заметить при суммарная мощность информационных гармоник будет в 2 раза ниже мощности несущей частоты, другими словами передатчик бОльшую часть энергии тратит на излучение неинформационной несущей, то есть просто обогревает космос. Также необходимо сделать замечание: спектр АМ сигнала всегда симметричен относительно центральной частоты, если модулирующий сигнал чисто вещественный.

Сигналы с балансной АМ (DSB) и их спектр

Давайте теперь допустим, что у нас есть перемодуляция, т.е. . Тогда при уровень информационных гармоник сравняется с уровнем несущей и при дальнейшем росте глубины модуляции уровень информационных гармоник уже начнет превосходить уровень несущей. Если позволить глубине модуляции расти неограниченно, то можно сделать предельный переход:

(10)

В выражении (10) множитель введен для того, чтобы зафиксировать уровень боковых информационных гармоник ( это легко понять рассмотрев выражение ).

В результате при увеличении будет наблюдаться падение уровня несущей при фиксированном уровне информационных гармоник, так как все гармоники делятся на Такой предельный переход приводит к балансной АМ с подавлением несущей (DSB). Действительно, уровень несущей будет:

(11)

Рассмотрим однотональную балансную АМ с подавлением несущей при

(12)

Таким образом, спектр однотональной балансной АМ с подавлением несущей содержит всего две гармоники как это представлено на рисунке 9.
Рисунок 9: Спектр однотональной балансной АМ с подавлением несущей

Комплексная огибающая балансной АМ имеет вид где

Cигнал с балансной АМ (10) имеет вид, представленный на рисунке 10. При этом можно заметить, что на осциллограмме видна несущая частота, которая отсутствует в спектре. Однако при пересечении модулирующим сигналом оси абсцисс, несущее колебание меняет знак (фаза сдвигается на ), это видно из рисунка 11 и в результате при излучении несущее колебание скомпенсируется, хотя на осциллограмме его можно увидеть.

Рисунок 10: Осциллограмма сигнала с балансной АМ с подавлением несущей

Рисунок 11: Сдвиг фазы при балансной АМ компенсирует несущую при излучении

Схема модулятора балансной АМ такая же как и в случае с АМ без подавления несущей, просто другой способ формирования амплитуды комплексной огибающей.

Векторное представление сигналов с АМ и DSB

Рассмотрим векторное представление комплексной огибающей сигналов с АМ и с балансной АМ (рисунок 12).

Рисунок 12: Векторное представление комплексной огибающей сигналов с АМ (а) и балансной АМ с подавлением несущей (б)

В обоих случаях вектор повернут на угол и меняет свою амплитуду по закону При этом при АМ вектор всегда направлен в одну сторону и амплитуда меняется в зависимости от глубины АМ от до согласно (5), а при балансной АМ вектор меняется по амплитуде в пределах , причем в зависимости от модулирующего сигнала, вектор комплексной огибающей меняет знак на противоположный, что означает что фаза меняется на радиан (смотри рисунок 12 б).

Главное преимущество балансной АМ — полное подавление несущей частоты. Вся мощность передатчика идет на излучение информационных составляющих. Как и в случае с АМ, спектр радиосигнала с балансной АМ симметричен относительно несущей частоты. Ширина спектра радиосигнала с балансной АМ равна удвоенной верхней частоте модулирующего сигнала, или в случае однотональной модуляции ширина спектра равна

Выводы

Таким образом, мы рассмотрели формирование АМ радиосигнала. Можно сделать выводы:

АМ сигнал формируется путем управления амплитудой несущего колебания по закону модулирующего сигнала.

Введено понятие глубины АМ, показано, что при слишком больших значениях глубины АМ может возникнуть перемодуляция, искажающая модулирующий сигнал.

При отсутствии перемодуляции на излучение информации приходится не более 33% мощности сигнала, остальное — излучение несущей, а при балансной АМ несущая подавлена и вся мощность расходуется на излучение информации.

Показано, что спектр АМ всегда симметричен относительно несущей при вещественном модулирующем сигнале и имеет ширину равную удвоенной верхней частоте модулирующего сигнала.

Информация была полезна? Поделитесь с друзьями!

Facebook

Twitter

Мой мир

Вконтакте

Одноклассники

Список литературы

[1] Баскаков, С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. Москва, ЛЕНАНД, 2016, 528 c. ISBN 978-5-9710-2464-4

[2] Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы Москва, Советское радио, 1977, 608 c.

[3] Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов СПб, Питер, 2002.

Последнее изменение страницы: 07.02.2021 (14:13:06)

Страница создана Latex to HTML translator ver. 5.20.11.14

Matlab DSB модуляция и демодуляция сигнала (моделирование)

DSB (двухканальное подавление несущей)

Я не буду вдаваться в подробности этого принципа, все учебники по принципам коммуникации представлены подробно.

%MATLAB реализация AM-модуляции сигнала
dt=0.001;      %Временной выборочный спектр
Fs=100;
fm=1;          %Максимальная частота источника
fc=10;             %Центральная частота несущей
T=4;                %Длительность сигнала
N=T/dt;           %Количество точек отбора проб
t=[0:N-1]*dt;    %Временные ряды точек отбора проб
wc=2*pi*fc;
 
mt=cos(2*pi*t);  %источник
figure(1);
subplot(311);
plot(t,mt);
title('Модулированный сигнал основной полосы частот');
axis([0 4 -1. 5 1.5]);
line([0,4],[0,0],'color','k');
%Максимальное значение МТ1
Fc=cos(wc*t);

sam=mt.*cos(wc*t);
subplot(312);
plot(t,Fc);
title(«Сигнал несущей»);
axis([0 4 -1.5 1.5]);
line([0,4],[0,0],'color','k');

subplot(313);
plot(t,sam);
hold on;    %Форма сигнала AM отрисовки
plot(t,mt,'r--');
title('DSB модулированный сигнал и его огибающая');
axis([0 4 -1.5 1.5]);
line([0,4],[0,0],'color','k');

%Когерентная демодуляция
figure(2);
subplot(211);
st=sam.*cos(wc*t);
plot(t,st);
title(«Умножить модулированный сигнал на сигнал несущей»);
axis([0 4 -1.5 1.5]);
line([0,4],[0,0],'color','k');

[f,sf]=T2F(t,st);%Преобразование Фурье
[t,st1]=lpf(f,sf,2*fm);%Низкочастотная фильтрация
subplot(212)
plot(t,st1);
title('Форма волны низкочастотного фильтрованного когерентного демодулированного сигнала');
axis([0 4 -1.5 1.5]);
line([0,4],[0,0],'color','k');

функции

Временная область в частотную область

function [f,sf]= T2F(t,st)
% dt = t(2)-t(1);
T=t(end);
df = 1/T;
N = length(st);
f=-N/2*df : df : N/2*df-df;
sf = fft(st);
sf = T/N*fftshift(sf);

Фильтр нижних частот

function[t,st]=lpf(f,sf,B)
df=f(2)-f(1);
fN=length(f);
ym=zeros(1,fN);
xm=floor(B/df);
xm_shift=[-xm:xm-1]+floor(fN/2);
ym(xm_shift)=1;
yf=ym. *sf;
[t,st]=F2T(f,yf);

Частотная область во временную область

function[t,st]=F2T(f,Sf)
df=f(2)-f(1);
fmax=(f(end)-f(1)+df);
dt=1/fmax;
N=length(f);
t=[0:N-1]*dt;
Sf=fftshift(Sf);
st=fmax*ifft(Sf);
st=real(st);

Скриншот результата

Учебный комплект Однополосная модуляция (приемник) DSB/SSB AM

Описание

Учебный комплект Однополосная модуляция (приемник) DSB/SSB AM – это уникальная, компактная, самостоятельная и простая в использовании платформа для обучения и развития, которая демонстрирует полное функционирование и работу с амплитудной модуляцией в передающей радиоаппаратуре.

Комплект является идеальным продуктом для обучения современного технического специалиста по радиоаппаратуре.

Одной из основных особенностей этого комплекта является работа в реальном времени и контроль сигналов в электрических цепях в устройствах радиосвязи.

Scientificech TechBook 2202 DSB / SSB AM Receiver – это комплексное обучающее решение, специально разработанное для получения базовых знаний, а также для предоставления концептуального и поэтапного

понимания супергетеродинного приемника и системы демодуляции амплитуды DSB / SSB посредством измерения напряжений и наблюдения сигналов на в различных контрольных чточках.

Ключевые особенности продукта:

Встроенный тюнер, предназначенный для настройки передающей станции
Светодиодная индикация для потока сигнала и выбора
Контрольные точки для наблюдения и анализа сигналов
8 переключаемых неисправностей для устранения неполадок на разных функциональных блоках
Телескопическая антенна для приема сигнала АМ
Встроенный разъем для подключения наушников
Встроенный динамик для аудиосвязи

Темы практических и лабораторных работ:

Прием и демодуляция DSB AM с использованием детектора
Автоматическая схема управления усилением
Прием и демодуляция SSB AM с использованием детектора продукта
Усилитель с усилителем, микшер, IF усилители для приема AM
Селективность, чувствительность и точность приемника

Учебный комплект Однополосная модуляция (передатчик) DSB/SSB AM

Описание

Учебный комплект Однополосная модуляция (передатчик) DSB/SSB AM – это уникальная, компактная, самостоятельная и простая в использовании платформа для обучения и развития, которая демонстрирует полное функционирование и работу с амплитудной модуляцией в передающей радиоаппаратуре.

Ключевые особенности продукта:

Определение несущей частоты радиосигнала
Светодиодная индикация для сигнала и выбора канала
Более 25 точек для контрольных точек для наблюдения и анализа сигналов
8 точек контроля неисправности работы в радиоканале для устранения неполадок на разных функциональных блоках
Телескопическая антенна для передачи сигнала АМ
Встроенные аудио разъемы для подключения микрофона и наушников
Встроенный динамик для аудиосвязи

Темы практических и лабораторных работ:

Изучение модулятора баланса и фильтра полосы пропускания для генерации DSB AM
Изучение и расчет индекса модуляции с использованием трапециевидного метода
Изучение модулятора баланса и керамического полосового фильтра для генерации SSB AM
Изучение настроенного усилителя для передачи AM

Технические характеристики:

Аудиоусилитель: с регулируемой амплитудой и частотой (300 Гц – 3,4 кГц)
Аудио выход: усилитель с динамиком
Модуляторы: сбалансированный модулятор с полосовым фильтром (1 МГц) – 2 шт.
Сбалансированный модулятор: 1 № (455 кГц)
Керамический полосовой фильтр: 1 № (455 кГц)
Частота несущей: 1 МГц (управление осциллятором)
Выход усилителя-передатчика: (регулировка усиления) DSB (1 МГц), SSB (1,445 МГц), подключенный к антенне / кабелю
Переключаемые неисправности: 8 шт.
Тестовые точки: 27
Электропитание: 220 В переменного тока ± 10%, 50 Гц
Потребляемая мощность: приблизительно 4 ВА
Размеры (мм): W 326 × D 252 × H 52
Вес: 2 кг. примерно
Условия эксплуатации: 0-40 C, относительная влажность 80%

ПРОФКИП Г6-27М генератор сигналов специальной формы

НАЗНАЧЕНИЕ ГЕНЕРАТОРА СИГНАЛОВ СПЕЦИАЛЬНОЙ ФОРМЫ ПРОФКИП Г6-27М

Генераторсигналов специальной формы ПРОФКИП Г6-27М – двухканальный функциональныйгенератор сигналов произвольной формы, меню которого содержит встроеннуюинтерактивную справку по всем основнымфункциям (инструкция для прибора не требуется). В приборе используетсятехнология прямого цифрового синтеза сигнала (DDS технология).Высококачественный быстрый ЦАП (14 бит) обеспечивает малые искажения иотсутствие фазового дрожания цифрового сигнала данных. Встроенный частотомер до200 МГц с разрешением 1 мкГц. В генераторе сигналов специальной формы ПРОФКИПГ6-27М реализована возможность рисования сигнала с применением различных видовмодуляции, и возможностью подключение к ПК. Прибор имеет дискретизацию 125 МВыб/с,вертикальное разрешение 14 бит и большую длину памяти, что позволяет с высокойточностью обеспечивать синтез сигналов практически любой формы. Программноеобеспечение обеспечивает 9 типов стандартных форм сигналов: синус, меандр, пилообразный,импульс, белый шум и т.д., которые отвечают всем основным потребностям длярешения прикладных задач.

ОСОБЕННОСТИ И ПРЕИМУЩЕСТВА ГЕНЕРАТОРА СИГНАЛОВ СПЕЦИАЛЬНОЙ ФОРМЫПРОФКИП Г6-27М

▪ 2 канала 5 МГц

▪ Технология прямогоцифрового синтеза (DDS)
▪ Дискретизация 125 МВыб/с с разрешением 14 бит
▪ Встроенныйчастотомер до 200 МГц
▪ Малые искажения
▪ Разрешение 1 мкГц
▪ Цветной ЖКИ дисплей3.

5 дюйма
▪ Два независимыхканала, с возможностью их синхронизации и сдвига фазы
▪ 5 стандартных видовсигнала и 48 внутренних предустановок формы
▪ Возможностьрисования формы сигнала
▪ Широкие возможностиразличных видов модуляции, свипирование, формирование импульсныхпоследовательностей
▪ Интерактивное менюподсказок
▪ Большаяэнергонезависимая память
▪ Программноеобеспечение
▪ Поддержка USBнакопителей и подключение к ПК
▪ Возможность обновленияверсий прошивки генератора
▪ Возможностьдистанционного управления
▪ Интерфейс GPIB (опционально)

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГЕНЕРАТОРА СИГНАЛОВСПЕЦИАЛЬНОЙ ФОРМЫ ПРОФКИП Г6-27М

ПАРАМЕТРЫ	ЗНАЧЕНИЯ
Максимальная частота выходного сигнала	5 МГц
Количество выходных каналов	2
Частота дискретизации	125 МВыб/с
Длина памяти для сигнала произвольной формы	16000 точек
Разрешение по частоте	1 мкГц
Форма выходного сигнала	синус, меандр, пилообразный, импульс, белый шум, произвольная форма
Синус, меандр, импульс, произвольная форма	1 мкГц … 5 МГц
Пила /треугольник	1 мкГц … 300 кГц
Белый шум Гаусса	5 МГц (-0. 3 дБ)
Модуляции	амплитудная модуляция (AM), частотная модуляция (FM), фазовая модуляция (PM), амплитудная модуляция с подавлением несущей (DSB-AM), частотная манипуляция (FSK), амплитудная манипуляция (ASK), широтно-импульсная модуляция (PWM), пакетно-импульсная модуляция (PBM)
Частотомер	до 200 МГц
Интерфейс связи с ПК	USB

ОБЩИЕ ДАННЫЕ ГЕНЕРАТОРА СИГНАЛОВ СПЕЦИАЛЬНОЙ ФОРМЫ ПРОФКИП Г6-27М

▪ Питание: 100 В …240 В, 45 Гц … 66 Гц

▪ Габаритные размеры:229х105х281 мм
▪ Вес: 2.5 кг

КОМПЛЕКТ ПОСТАВКИ ГЕНЕРАТОРА СИГНАЛОВ СПЕЦИАЛЬНОЙ ФОРМЫ ПРОФКИПГ6-27М

▪ Генератор сигналовспециальной формы ПРОФКИП Г6-27М

▪ Кабель питания
▪ Руководство поэксплуатации

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ КОМПЛЕКТАЦИЯ ГЕНЕРАТОРА СИГНАЛОВ СПЕЦИАЛЬНОЙ ФОРМЫПРОФКИП Г6-27М

▪ USB-GPIB адаптер

Боковая модуляция – CoderLessons.

com

В процессе амплитудной или фазовой модуляции модулированная волна состоит из несущей и двух боковых полос. Модулированный сигнал имеет информацию во всей полосе, кроме несущей частоты.

боковая полоса

Боковая полоса — это полоса частот, содержащая мощность, которые представляют собой нижнюю и верхнюю частоты несущей частоты. Обе боковые полосы содержат одинаковую информацию. Представление амплитудно-модулированной волны в частотной области показано на следующем рисунке.

Обе боковые полосы на изображении содержат одинаковую информацию. Передача такого сигнала, который содержит несущую вместе с двумя боковыми полосами, может называться двухполосной системой с полной несущей или просто DSB-FC . Он построен, как показано на следующем рисунке.

Однако такая передача неэффективна. Две трети энергии тратится впустую на несущей, которая не несет никакой информации.

Если эта несущая подавляется и сэкономленная мощность распределяется по двум боковым полосам , такой процесс называется системой с двухполосной подавленной несущей или просто DSBSC . Он построен, как показано на следующем рисунке.

Теперь мы получаем идею, что, поскольку две боковые полосы несут одну и ту же информацию дважды, почему мы не можем подавить одну боковую полосу. Да, это возможно

Процесс подавления одной из боковых полос вместе с несущей и передачи одной боковой полосы называется системой с подавленной несущей с одной боковой полосой или просто SSB-SC или SSB . Он построен, как показано на следующем рисунке.

Эта система SSB-SC или SSB, которая передает одну боковую полосу, имеет высокую мощность, поскольку мощность, выделенная как для несущей, так и для другой боковой полосы, используется при передаче этой одной боковой полосы (SSB) .

Следовательно, модуляция, выполненная с использованием этого метода SSB, называется SSB Modulation .

Боковая модуляция — преимущества

Преимущества модуляции SSB:

Ширина полосы или занимаемая площадь спектра меньше, чем у сигналов AM и DSB.
Допускается передача большего количества сигналов.
Власть сохранена.
Сигнал высокой мощности может быть передан.
Меньшее количество шума присутствует.
Затухание сигнала менее вероятно.

Ширина полосы или занимаемая площадь спектра меньше, чем у сигналов AM и DSB.

Допускается передача большего количества сигналов.

Власть сохранена.

Сигнал высокой мощности может быть передан.

Меньшее количество шума присутствует.

Затухание сигнала менее вероятно.

Модуляция боковой полосы — недостатки

Недостатками модуляции SSB являются —

Генерация и обнаружение сигнала SSB является сложным процессом.
Качество сигнала ухудшается, если передатчик и приемник SSB не имеют превосходной стабильности частоты.

Генерация и обнаружение сигнала SSB является сложным процессом.

Качество сигнала ухудшается, если передатчик и приемник SSB не имеют превосходной стабильности частоты.

Боковая модуляция — Приложения

Приложения модуляции SSB —

Для требований энергосбережения и низкой пропускной способности.

В наземной, воздушной и морской мобильной связи.

В двухточечной связи.

В радиосвязи.

В телевидении, телеметрии и радиолокации.

В военных сообщениях, таких как любительское радио и т. Д.

(PDF) Electrooptical amplitude modulator mach-zehnder based lithium niobate, their modifications and modulation formats

В.М. Афанасьев, Р.С. Пономарев

Формирователи модулирующих сигналов

Чтобы получить сигналы модуляции, совместимые с входными

техническими характеристиками оптических модуляторов, компания

iXBlue Photonics предлагает модули усилителей-формирователей,

называемых драйверами модуляторов: RF Driver DR-AN, RF Driver

DR-DG, RF Driver DR-PL [10]. Они обеспечивают электрооптические

модуляторы высокочастотным электрическим сигналом, оптимизиро-

ванным по амплитуде (peak-to-peak), времени нарастания/спада им-

пульсов и фазовому дрожанию.

ВЧ-модули DR-AN являются широкополосными ВЧ-усилителя-

ми, которые разработаны для применения в качестве формирователя

сигнала в аналоговых линиях передачи.

ВЧ-формирователи DR-DG представляют собой универсальные

драйверы для цифровых электрооптических модуляторов (для работы

в форматах RZ, NRZ, DPSK и (D)QPSK).

Драйверы DR-AN-20-HO и DR-DG-20-HO – это семейство широ-

кополосных усилителей радиочастоты с ограничением верхнего

напряжения, предназначены соответственно для аналоговых и цифро-

вых применений.

DLL-RF-30 является модулем настраиваемой линии задержки,

который может использоваться для цифровых линий передачи для до-

бавления задержки в диапазоне от 5 до 140 пс.

Драйвер электрооптического модулятора DR-PL-10-MO представ-

ляет собой ВЧ-усилитель, разработанный для генерации неискаженных

оптических импульсов с малым временем нарастания/спада, без выбро-

сов на высоком и низком уровнях. Формирователь DR-PL-10-MO опти-

мизирован для высоких и низких частот повторения импульсов сигна-

лов с полосой модуляции от 50 кГц до 10 ГГц

Основной функцией модуля DFF-DG-30 (DFF, D-type Flip Flop

module) является переформатирование несимметричного входного по-

тока данных или аналогового сигнала в дифференциальный выходной

сигнал. Такая функция используется для NRZ/RZ преобразования,

DPSK и DQPSK дифференциального кодирования, определения фазы

в схемах с автоподстройкой частоты. Также этот модуль является

ключевым устройством для различных многоуровневых форматов мо-

дуляции.

Двухполосная модуляция с подавленной несущей | Цюрих Инструменты

Садык Хафизович, 28 августа 2013 г.

Двухполосная модуляция с подавленной несущей (DSB-SC) – это амплитудная модуляция, которая состоит только из двух симметричных боковых полос и без полосы несущей. Я столкнулся с этой схемой в ультразвуковом приложении, где использование мощности может быть максимальным, когда вся мощность доступна на боковых полосах.Оказывается, модуляцию DSB-SC можно легко сгенерировать и демодулировать с помощью опции MOD, доступной для синхронизирующих усилителей HF2LI и UHFLI. Опция MOD – это уникальная функция синхронизирующих усилителей Zurich Instruments, которая обеспечивает прямой синтез и демодуляцию боковой полосы на основе заданной несущей и частоты модуляции. Важно отметить, что указываются не частоты боковой полосы, а, скорее, центральная или несущая и модуляция (расстояние между несущей и боковой полосой). Это имеет огромные последствия:

Частоту модуляции можно легко изменять, например.грамм. для участков Боде.
Фазовое соотношение между двумя боковыми полосами всегда определяется, потому что боковые полосы построены с использованием одного и того же генератора.
Несущую частоту и частоту модуляции можно контролировать, например, с помощью системы ФАПЧ, при этом фазовые соотношения будут всегда определяться.

Генерация проста: необходимые настройки показаны на рисунке 1.

Рис. 1. Пользовательский интерфейс LabOne синхронного усилителя UHFLI с опцией UHF-MOD, сконфигурированный для генерации модулированного сигнала DSB-SC (вверху).Стандартный анализатор спектра показывает спектр около 1 МГц, где четко видны боковые полосы на частоте ± 20 кГц.

Часть демодуляции также проста, когда интерес представляют только амплитуды, но она становится немного сложной, когда интересна фаза модуляции. Это связано с тем, что фаза боковых полос зависит от несущей и генераторов модуляции, но поскольку у нас нет полосы несущей для измерения, мы не знаем, какова ее фаза. К счастью, мы можем использовать тот факт, что при амплитудной модуляции (AM) боковые полосы синфазны.φ _c, φ _lo и φ _up напрямую измеряются синхронным усилителем и представляют собой фазы несущей, нижней и верхней боковых полос соответственно. Представляет интерес фаза модуляции, φ _mod, которая определяется первыми двумя уравнениями ниже. Третье уравнение вытекает из предположения, что мы имеем чистый AM и что мы можем предположить наличие синфазных боковых полос.

φ _{мод. Вверх} = φ _вверх – φ _c
φ _{mod lo} = – (φ _lo – φ _c)
φ _{мод. Низ.} – φ _мод. = 0 ⇔ φ _мод. = φ _{мод. Низ.} = φ _мод.

Отсюда:

φ _мод = (φ _вверх – φ _lo) / 2

Модуляция – обзор | Темы ScienceDirect

2.2.1.2 Кривые блеска

Модуляция интегрированной кривой видимого блеска звезд из-за наличия различных магнитных характеристик, таких как пятна или пятна, может быть записана с беспрецедентной точностью из космоса благодаря таким миссиям, как COROT и Kepler. Кеплер непрерывно отслеживал 2 10 ⁵ звезд в течение 4 лет. Обнаружена звездная активность и измерены периоды вращения поверхности тысяч звезд (García et al., 2014).

Представители фотосферной активности были определены на основе анализа флуктуаций кривой блеска (Mathur et al., 2014). Поскольку изменчивость кривых блеска может иметь различное происхождение и временные масштабы (магнитная активность, конвекция, колебания и сопутствующие факторы), период вращения необходимо учитывать при вычислении фотометрического магнитного прокси. Стандартное отклонение всей кривой блеска S _ph и среднее значение стандартного отклонения для периодов вращения k < S _{ph , k}> для значений k от 1 до 30 были протестированы Mathur et al.(2014) в солнечном случае. Они использовали фотометрические данные, полученные с помощью прибора VIRGO photometer (SPM) на борту SOHO в течение 6000 дней наблюдений (23-й цикл и начало 24-го цикла). Показано, что S _{ph , k} хорошо коррелируют с индексом S на основе солнечных пятен. В большинстве следующих исследований S _ph идентифицируется как < S _{ph , 5}>. Надежность этого индекса зависит от фактического широтного распределения звездных пятен и от угла наклона звезды; S _ph недооценивает активность солнечных звезд с большими углами наклона.

Другой важный интерес данных Кеплера – измерение акустических колебаний в сотнях солнечных звезд. Ограничения, обеспечиваемые астросейсмическими данными, позволяют значительно повысить точность фундаментальных параметров звезды, таких как масса, радиус, эффективная температура и возраст, которые могут быть получены из звездного моделирования. В ближайшем будущем еще более жесткие ограничения на параметры звезд будут получены из астрометрических наблюдений, собранных спутником Gaia (Perryman et al., 2001). Это важно для понимания механизмов звездной активности.

Поставщики средств беспроводной связи и ресурсы

О мире беспроводной связи RF

Веб-сайт RF Wireless World является домом для поставщиков и ресурсов радиочастотной и беспроводной связи. На сайте представлены статьи, руководства, поставщики, терминология, исходный код (VHDL, Verilog, MATLAB, Labview), тестирование и измерения, калькуляторы, новости, книги, загрузки и многое другое.

Сайт RF Wireless World охватывает ресурсы по различным темам, таким как RF, беспроводная связь, vsat, спутник, радар, волоконная оптика, микроволновая печь, wimax, wlan, zigbee, LTE, 5G NR, GSM, GPRS, GPS, WCDMA, UMTS, TDSCDMA, bluetooth, Lightwave RF, z-wave, Интернет вещей (IoT), M2M, Ethernet и т. Д.Эти ресурсы основаны на стандартах IEEE и 3GPP. В нем также есть академический раздел, который охватывает колледжи и университеты по инженерным дисциплинам и MBA.

Статьи о системах на основе Интернета вещей

Система обнаружения падений для пожилых людей на основе Интернета вещей : В статье рассматривается архитектура системы обнаружения падений, используемой для пожилых людей. В нем упоминаются преимущества или преимущества системы обнаружения падений Интернета вещей. Читать дальше➤
Также обратитесь к другим статьям о системах на основе Интернета вещей следующим образом:
• Система очистки туалетов самолета. • Система измерения столкновений • Система отслеживания скоропортящихся продуктов и овощей • Система помощи водителю • Система умной торговли • Система мониторинга качества воды. • Система Smart Grid • Система умного освещения на базе Zigbee • Интеллектуальная система парковки на базе Zigbee. • Система умной парковки на основе LoRaWAN

RF Статьи о беспроводной связи

В этом разделе статей представлены статьи о физическом уровне (PHY), уровне MAC, стеке протоколов и сетевой архитектуре на основе WLAN, WiMAX, zigbee, GSM, GPRS, TD-SCDMA, LTE, 5G NR, VSAT, Gigabit Ethernet на основе IEEE / 3GPP и т. Д. .стандарты. Он также охватывает статьи, относящиеся к испытаниям и измерениям, по тестированию на соответствие, используемым для испытаний устройств на соответствие RF / PHY. УКАЗАТЕЛЬ СТАТЬИ ДЛЯ ССЫЛКИ >>.

Физический уровень 5G NR : Обработка физического уровня для канала 5G NR PDSCH и канала 5G NR PUSCH рассмотрена поэтапно. Это описание физического уровня 5G соответствует спецификациям физического уровня 3GPP. Читать дальше➤

Основы повторителей и типы повторителей : В нем объясняются функции различных типов ретрансляторов, используемых в беспроводных технологиях.Читать дальше➤

Основы и типы замирания. Читать дальше➤

Архитектура сотового телефона 5G : В этой статье рассматривается структурная схема сотового телефона 5G с внутренними модулями 5G Архитектура сотового телефона. Читать дальше➤

Основы помех и типы помех: В этой статье рассматриваются помехи в соседнем канале, помехи в совмещенном канале, Электромагнитные помехи, ICI, ISI, световые помехи, звуковые помехи и т. Д.Читать дальше➤

5G NR Раздел

В этом разделе рассматриваются функции 5G NR (New Radio), нумерология, диапазоны, архитектура, развертывание, стек протоколов (PHY, MAC, RLC, PDCP, RRC) и т. Д. 5G NR Краткий указатель ссылок >>
• Мини-слот 5G NR • Часть полосы пропускания 5G NR • 5G NR CORESET • Форматы DCI 5G NR • 5G NR UCI • Форматы слотов 5G NR • IE 5G NR RRC • 5G NR SSB, SS, PBCH • 5G NR PRACH • 5G NR PDCCH • 5G NR PUCCH • Эталонные сигналы 5G NR • 5G NR m-последовательность • Золотая последовательность 5G NR • 5G NR Zadoff Chu Sequence • Физический уровень 5G NR • Уровень MAC 5G NR • Уровень 5G NR RLC • Уровень 5G NR PDCP

Учебные пособия по беспроводным технологиям

В этом разделе рассматриваются учебные пособия по радиочастотам и беспроводной связи.Он охватывает учебные пособия по таким темам, как сотовая связь, WLAN (11ac, 11ad), wimax, bluetooth, zigbee, zwave, LTE, DSP, GSM, GPRS, GPS, UMTS, CDMA, UWB, RFID, радар, VSAT, спутник, WLAN, волновод, антенна, фемтосота, тестирование и измерения, IoT и т. Д. См. УКАЗАТЕЛЬ >>

Учебное пособие по 5G – В этом учебном пособии по 5G также рассматриваются следующие подтемы по технологии 5G:
Учебное пособие по основам 5G Частотные диапазоны руководство по миллиметровым волнам Волновая рама 5G мм Зондирование волнового канала 5G мм 4G против 5G Испытательное оборудование 5G Сетевая архитектура 5G Сетевые интерфейсы 5G NR канальное зондирование Типы каналов 5G FDD против TDD Разделение сети 5G NR Что такое 5G NR Режимы развертывания 5G NR Что такое 5G TF

Этот учебник GSM охватывает основы GSM, архитектуру сети, элементы сети, системные спецификации, приложения, Типы пакетов GSM, структура кадра GSM или иерархия кадров, логические каналы, физические каналы, Физический уровень GSM или обработка речи, вход в сеть мобильного телефона GSM, установка вызова или процедура включения питания, MO-вызов, MT-вызов, VAMOS, AMR, MSK, модуляция GMSK, физический уровень, стек протоколов, основы работы с мобильным телефоном, Планирование RF, нисходящая линия связи PS-вызова и восходящая линия связи PS.
➤Подробнее.

LTE Tutorial , охватывающий архитектуру системы LTE, охватывающий основы LTE EUTRAN и LTE Evolved Packet Core (EPC). Он обеспечивает связь с обзором системы LTE, радиоинтерфейсом LTE, терминологией LTE, категориями LTE UE, структурой кадра LTE, физическим уровнем LTE, Стек протоколов LTE, каналы LTE (логические, транспортные, физические), пропускная способность LTE, агрегация несущих LTE, передача голоса по LTE, расширенный LTE, Поставщики LTE и LTE vs LTE продвинутые.➤Подробнее.

RF Technology Stuff

На этой странице мира беспроводной радиосвязи описывается пошаговое проектирование преобразователя частоты RF на примере преобразователя RF UP от 70 МГц до диапазона C. для микрополосковой платы с использованием дискретных радиочастотных компонентов, а именно. Смесители, гетеродин, MMIC, синтезатор, опорный генератор OCXO, колодки аттенюатора. ➤Подробнее.
➤Проектирование и разработка радиочастотного трансивера ➤Конструкция RF-фильтра ➤VSAT Система ➤Типы и основы микрополосковой печати ➤Основы работы с волноводом

Секция испытаний и измерений

В этом разделе рассматриваются контрольно-измерительные ресурсы, испытательное и измерительное оборудование для тестирования DUT на основе Стандарты WLAN, WiMAX, Zigbee, Bluetooth, GSM, UMTS, LTE. ИНДЕКС испытаний и измерений >>
➤Система PXI для T&M. ➤ Генерация и анализ сигналов ➤Измерения слоя PHY ➤Тест устройства на соответствие WiMAX ➤ Тест на соответствие Zigbee ➤Тест на соответствие LTE UE ➤Тест на соответствие TD-SCDMA

Волоконно-оптическая технология

Оптоволоконный компонент , основы, включая детектор, оптический соединитель, изолятор, циркулятор, переключатели, усилитель, фильтр, эквалайзер, мультиплексор, разъемы, демультиплексор и т. д.Эти компоненты используются в оптоволоконной связи. Оптические компоненты INDEX >>
➤Учебник по оптоволоконной связи ➤APS в SDH ➤SONET основы ➤SDH Каркасная конструкция ➤SONET против SDH

Поставщики и производители радиочастотных беспроводных устройств

Сайт RF Wireless World охватывает производителей и поставщиков различных радиочастотных компонентов, систем и подсистем для ярких приложений, см. ИНДЕКС поставщиков >>.

Поставщики радиочастотных компонентов, включая радиочастотный изолятор, радиочастотный циркулятор, радиочастотный смеситель, радиочастотный усилитель, радиочастотный адаптер, радиочастотный разъем, радиочастотный модулятор, радиочастотный трансивер, PLL, VCO, синтезатор, антенну, генератор, делитель мощности, сумматор мощности, фильтр, аттенюатор, диплексор, дуплексер, чип-резистор, чип-конденсатор, чип-индуктор, ответвитель, оборудование EMC, программное обеспечение для проектирования RF, диэлектрический материал, диод и т. д.Производители RF компонентов >>
➤Базовая станция LTE ➤RF Циркулятор ➤RF Изолятор ➤Кристаллический осциллятор

MATLAB, Labview, встроенные исходные коды

Раздел исходного кода RF Wireless World охватывает коды, связанные с языками программирования MATLAB, VHDL, VERILOG и LABVIEW. Эти коды полезны для новичков в этих языках. ИНДЕКС ИСХОДНОГО КОДА >>
➤3-8 декодер кода VHDL ➤Код MATLAB для дескремблера ➤32-битный код ALU Verilog ➤T, D, JK, SR триггеры labview коды

* Общая информация о здравоохранении *
Выполните эти пять простых действий, чтобы остановить коронавирус (COVID-19).
СДЕЛАЙТЕ ПЯТЬ
1. РУКИ: часто мойте их
2. КОЛЕНО: Откашляйтесь.
3. ЛИЦО: Не трогай его
4. НОГИ: держитесь на расстоянии более 3 футов (1 м) друг от друга
5. ЧУВСТВОВАТЬ: Болен? Оставайся дома
Используйте технологию отслеживания контактов >>, соблюдайте >> рекомендации по социальному дистанцированию и установить систему видеонаблюдения >> чтобы спасти сотни жизней. Использование концепции телемедицины стало очень популярным в таким странам, как США и Китай, остановить распространение COVID-19, поскольку это заразное заболевание.
RF Беспроводные калькуляторы и преобразователи
Раздел «Калькуляторы и преобразователи» охватывает ВЧ-калькуляторы, беспроводные калькуляторы, а также преобразователи единиц. Сюда входят такие беспроводные технологии, как GSM, UMTS, LTE, 5G NR и т. Д. СПРАВОЧНЫЕ КАЛЬКУЛЯТОРЫ Указатель >>.
➤ Калькулятор пропускной способности 5G NR ➤5G NR ARFCN против преобразования частоты ➤Калькулятор скорости передачи данных LoRa ➤LTE EARFCN для преобразования частоты ➤Калькулятор антенн Яги ➤ Калькулятор времени выборки 5G NR
IoT-Интернет вещей Беспроводные технологии
Раздел IoT охватывает беспроводные технологии Интернета вещей, такие как WLAN, WiMAX, Zigbee, Z-wave, UMTS, LTE, GSM, GPRS, THREAD, EnOcean, LoRa, SIGFOX, WHDI, Ethernet, 6LoWPAN, RF4CE, Bluetooth, Bluetooth Low Power (BLE), NFC, RFID, INSTEON, X10, KNX, ANT +, Wavenis, Dash7, HomePlug и другие. Он также охватывает датчики Интернета вещей, компоненты Интернета вещей и компании Интернета вещей.
См. Главную страницу IoT >> и следующие ссылки.
➤ НИТЬ ➤EnOcean ➤Учебник по LoRa ➤Учебник по SIGFOX ➤WHDI ➤6LoWPAN ➤Zigbee RF4CE ➤NFC ➤Lonworks ➤CEBus ➤UPB

СВЯЗАННЫЕ ЗАПИСИ

RF Wireless Учебники

Различные типы датчиков

Поделиться страницей

Перевести страницу

Что такое двухполосная модуляция с подавлением несущей (DSB-SC)? Определение, генерация, применение DSB-SC
Определение : DSB-SC – это схема передачи амплитудно-модулированной волны, в которой только боковые полосы передаются , а несущая не передается, поскольку она подавляется .DSB-SC является аббревиатурой от D ouble S ideband S uppressed C arrier.
Носитель не содержит никакой информации, и его передача приводит к потере мощности. Таким образом, передаются только боковые полосы, содержащие информацию. Это приводит к экономии энергии, используемой при передаче.
Эту сохраненную мощность можно вставить в 2 боковые полосы. Следовательно, обеспечение более сильного сигнала, передаваемого на большие расстояния. Как и во время подавления, сигнал основной полосы частот никак не изменяется.
Как мы знаем, мощность передачи и полоса пропускания являются двумя важными параметрами в системе связи. Таким образом, для экономии мощности и полосы пропускания применяется метод модуляции DSB-SC.
Обычная система, также называемая системой с двойной боковой полосой и полной несущей (DSB-FC) , передает несущую вместе с двумя боковыми полосами . Следовательно, это приводит к значительной потере мощности. Итак, система DSB-SC используется для преодоления недостатка системы DSB-FC.
Генерация сигнала DSB-SC
Давайте посмотрим на блок-схему системы DSB-SC, показанную ниже:
Здесь, наблюдая за приведенным выше рисунком, мы можем сказать, что модулятор продукта генерирует сигнал DSB-SC.
Сигнал получается путем умножения сигнала основной полосы частот x (t) на сигнал несущей cos ω _c t
По свойству сдвига частоты преобразования Фурье –
Из приведенного выше уравнения ясно, что в спектре присутствуют только 2 компонента.Эти две боковые полосы расположены на + ω _c и -ω _c .
Давайте посмотрим на графическое представление формы волны для системы DSB-SC –
Математическое выражение
Чтобы получить точное представление о подавлении несущей в системе DSB-SC.
Рассмотрим основной или модулирующий сигнал,
x (t) = A _x cos (2πf _x t)
и несущий сигнал
c (t) = A _c cos (2πf _c t)
Математическое представление сигнала на выходе модулятора продукта имеет вид –
s (t) = x (t). в (т)
Далее,
Максимальная частота f _c + f _x
Минимальная частота f _c – f _x
Как известно,
Пропускная способность задается как
ЧБ = f _макс – f _мин
ЧБ = f _c + f _x – (f _c – f _x)
BW = 2f _x
Таким образом, на выходе волна DSB-SC содержит сигнал, частота которого в два раза больше частоты сигнала основной полосы частот.
Подавление несущей в DSB-SC (сбалансированный модулятор)
Несущая без какого-либо информационного содержания подавляется симметричным модулятором. Его принцип работы таков, что, когда два сигнала разной частоты проходят через нелинейное сопротивление, на выходе получается амплитудно-модулированный сигнал с подавленной несущей.
Это может быть диод, JFET или BJT с нелинейной характеристикой сопротивления.
Нелинейное устройство может создавать 2 боковые полосы с несущей.Но при сбалансированном подключении двух нелинейных устройств создается сигнал DSB-SC.
Рассмотрим схему симметричного модулятора на диодах:
Как мы видим, входной сигнал основной полосы частот подается на вход 2 диодов, фаза которых перевернута на 180 ° друг с другом через трансформатор с центральным ответвлением.
Отсюда ввод в D ₁,
v ₁ = cos ω _c t + x (t)
и ввод в D ₂,
v ₂ = cos ω _c t – x (t)
На выходе настроенный полосовой фильтр получается параллельным включением цепи RLC.
Итак, ток через D ₁ задается как
Аналогично
выходное напряжение равно
v _o = i ₁ R – i ₂ R
При подстановке приведенного выше значения i ₁ и i ₂ в выходное уравнение, мы будем иметь,
v _o = R [2 a x (t)] (+ 4b x (t) cos ω _c t)]
Следовательно, на выходе будет
v _o = 2aR x (t) + 4bRx (t) cos ω _c t
: 2aR x (t) = модулирующий сигнал
4bR x (t) cos ω _c t = Сигнал DSB-SC
Таким образом, из приведенного выше выражения ясно, что выходное напряжение представляет собой комбинацию модулирующего сигнала вместе с сигналом DSB-SC. После устранения модулирующего сигнала сигнал DSB-SC затем передается в полосу пропускания LC и принимается на выходе.
Таким образом, у нас будет,
4bR x (t) cos ω _c t = K x (t) cos ω _c t
на выходе.
Преимущества модуляции DSB-SC
Обеспечивает 100% эффективность модуляции.
Из-за подавления несущей потребляет меньше энергии.
Обеспечивает большую пропускную способность.
Недостатки модуляции DSB-SC
Это сложный процесс обнаружения.
Используя этот метод, иногда бывает трудно восстановить сигнал на приемнике.
Это дорогостоящий метод демодуляции сигнала.
Применение модуляции DSB-SC
Во время передачи двоичных данных система DSB-SC используется в методах фазовой манипуляции.
Для передачи двухканальных стереосигналов в телевидении и FM-радиовещании используются сигналы DSB.
Технология DSB-SC позволяет нам иметь передачу, которая снижает общий уровень энергопотребления, тем самым обеспечивая более сильный сигнал на выходе.
Схема модуляции DSB-SC для дистанционно управляемой системы формирования диаграммы направленности с истинной временной задержкой
Аннотация
Передача радиосигнала по оптическому волокну считается многообещающей технологией для будущих приложений беспроводной связи благодаря таким преимуществам, как широкая полоса пропускания, низкие потери и устойчивость к электромагнитным помехам.Есть две схемы, которые используются для передачи радиосигналов по оптическому волокну: модуляция интенсивности / прямое обнаружение (IM / DD) и удаленное гетеродинное обнаружение (RHD). Для схемы IM / DD радиочастотный сигнал модулируется по интенсивности на оптической несущей в передатчике и восстанавливается фотодиодом на удаленном конце. Проблема, связанная со схемой IM / DD, заключается в том, что хроматическая дисперсия, вызванная оптическим волокном, приводит к значительному снижению мощности. Чтобы избежать потери мощности, вызванной хроматической дисперсией, обычно используется схема RHD.Для схемы RHD радиочастотный сигнал переносится двумя оптическими несущими с фазовой синхронизацией и восстанавливается на удаленном конце фотодетектором. С другой стороны, был большой интерес к разработке методов формирования диаграммы направленности с истинной временной задержкой (TTD) для фазированных антенных решеток. Антенны с фазированной решеткой, использующие методы TTD, могут обеспечить мгновенную широкую полосу пропускания без проблем с косым лучом, что обеспечивает точную доставку радиосигналов. Были предложены различные методы формирования луча TTD, но все они основаны на схеме IM / DD, которая имеет проблему потери мощности.В этой статье мы предлагаем использовать схему RHD для формирования луча TTD, чтобы избежать потерь мощности, вызванных дисперсией. Будет разработана и реализована призма с волоконной решеткой Брэгга для формирования широкополосного луча с использованием дискретных волоконных решеток Брэгга. Будут сообщены теоретические и экспериментальные результаты.
© (2004) АВТОРСКОЕ ПРАВО Общество инженеров по фотооптическому приборостроению (SPIE). Скачивание тезисов разрешено только для личного использования.
ECE 359-эксперимент 2 (модуляция / демодуляция DSB-SC)
ECE 359-эксперимент 2 (модуляция / демодуляция DSB-SC)
Эксперимент 2: Модуляция и демодуляция DSB-SC
Цель: Модуляция и демодуляция DSB-SC
Описание: В этом эксперименте вы создадите аналоговый модулятор и аналоговый демодулятор. Оба простых множителя Тип и нелинейный элемент Тип Модуляторы / Демодуляторы будут построен.Вы сравните полученный сигнал с переданным. сигнал, а также изучите влияние фазового сдвига на демодуляторе.
Несущая частота будет 500 кГц, что есть в коммерческом AM. радиочастотный диапазон. Полоса пропускания сигнала будет 20 кГц, что составляет пропускная способность, необходимая для высококачественной музыки. (Фактические системы могут использовать меньшая пропускная способность.)
Инструкции
0. Отзыв:
Напомним, что вам необходимо установить параметры моделирования T_SIM и T_SAMPLE (как в первом эксперименте).
Было бы неплохо прочитать инструкцию к эксперименту 1 до начала.
Сохраняйте модели в отдельных файлах .mdl по мере завершения каждой части эксперимент.
I. Инициализация: Скопируйте файлы инициализации для поэкспериментируйте в рабочем каталоге Matlab. Примечание. инициализацию снова, так как файлы инициализации отличаются от те, которые использовались в эксперименте 1.
Следующие константы должны быть установлены при запуске файл. Используйте who в рабочем пространстве Matlab, чтобы проверить, все константы есть. Также могут быть установлены некоторые дополнительные константы, но вы можете игнорировать их.
F_CARR = 2 * pi * 5e05 ---------- Несущая частота, рад / с T_PERIOD = 2 * pi / F_CARR -------- Период времени несущей T_SAMPLE = T_PERIOD / 4.01 ---- период выборки, используемый в Simulink FFT_NUM_PTS = 4096 ---------- Количество точек, используемых для БПФ T_SIM = FFT_NUM_PTS * T_SAMPLE ------ Время моделирования NUM_SAMPLES = T_SIM / T_SAMPLE ------ Общее количество выборок BW_MESSAGE = 2 * pi * 2e04 ------ Пропускная способность сообщения. F_CUTOFF = BW_MESSAGE * 2 ----- Частота среза низкочастотного фильтра Баттерворта F_BAND_LOW = F_CARR-F_CUTOFF ----- Нижняя отсечка полосового фильтра Баттерворта F_BAND_HIGH = F_CARR + F_CUTOFF ---- Верхняя отсечка полосового фильтра Баттерворта a_NONLIN = 2 ---------- Линейный компонент нелинейного устройства. b_NONLIN = 1 ---------- Квадратичная составляющая нелинейного устройства.
Для ускорения выбора блока в библиотеке ece359lib также есть стандартные блоки из меню simulink.
II. Модулятор / демодулятор множителя: Как в Рисунок 4.1 книги
Выберите блок Message Signal из ece359lib библиотека. Этот блок выдает сигнал m (t) диапазон ограничен BW_MESSAGE .
Умножьте этот сигнал на синусоиду единичной величины на частоте F_CARR ( рад / сек) . Можно использовать синус волна, а не косинусная волна (которую мы использовали в классе), пока вы использовать ту же синусоиду на демодуляторе .Множитель на выходе – модулированный сигнал s (t) ( греческий символ phi (t) использовался в class, но здесь вместо него используется s (t)).
Теперь создайте демодулятор умножителя. Используйте фильтр нижних частот Баттерворта фильтр с отсечкой F_CUTOFF , и порядок 5 для демодулятор.
Отрегулируйте амплитуду генератора демодулятора (т. Е. Используйте коэффициент 2) сделать выход демодулятора v (t) равный по амплитуде входу m (t).
Посмотрите на преобразования Фурье m (t), s (t), v (t).Используйте блок области видимости, чтобы посмотреть временные характеристики сигналов.
III. Нелинейный модулятор / демодулятор Рисунок 4.3. текста. (Вам необходимо спроектировать структуру демодулятора, используя тот же нелинейное устройство.) Это может быть большая модель Simulink, обратитесь к этой ссылке для получения дополнительной помощи.
Для того же входного сигнала m (t), что и в II, реализуйте модулятор на основе нелинейного устройства, показанный на рис. 4.3. текст.
Используйте полосовой фильтр Баттерворта 3-го порядка с параметрами F_BAND_LOW, F_BAND_HIGH для модулятора.Нелинейный устройство может быть получено из ece359lib / Nonlinear Block . Она имеет параметры a_NONLIN и b_NONLIN, которые были предварительно установлены на 2 и 1, соответственно.
Реализация демодулятора на основе нелинейного устройства без использования каких-либо множители. Подсказка: Демодулятор имеет структура очень похожа на модулятор, за исключением того, что он имеет фильтр нижних частот в конце. Используйте фильтр нижних частот II.
Получить преобразования Фурье m (t), s (t), v (t).Используйте блок области видимости, чтобы увидеть временные характеристики сигналов.
IV. Сдвиг фазы: Изучите влияние смещения фазы между перевозчиком и получателем.
Используйте настройку части II, но для m (t) используйте синусоиду с частотой BW_MESSAGE / 5 вместо случайного сообщения Сигнал . Для этого вам не нужны блоки преобразования Фурье. часть.
Задайте сдвиги фазы генератора приемника относительно передают осциллятор в диапазоне от 0 до пи с шагом пи / 4. Напоминание Matlab принимает pi символ, десятичное приближение давать не нужно 3. 14.
Наблюдайте за характеристиками принятого сигнала во временной области. Примечание уровень затухания (со знаком) принимаемого сигнала для разные фазовые сдвиги. Вы должны измерить затухание с помощью размах. Преобразователь Фурье не сохраняет знак . (Приблизительная оценка затухания, полученного при просмотре осциллографа, будет достаточно).
Постройте график зависимости затухания отфазовый сдвиг . (Обратите внимание затухание в таблице и загрузите данные в Matlab, чтобы построить график.) При необходимости возьмите больше значений фазового сдвига.
Вопросы
Напишите уравнения, связывающие m (t), s (t), v (t). во II. (, то есть запишите два других через m (t) ) Проверьте результаты моделирования. Вам не нужно отправлять сюжеты по этой части.
Представьте блок-схему II.
Представьте блок-схему III.Пометьте все неоднозначные компоненты.
Напишите уравнения, связывающие m (t), s (t), v (t) в III. Ваши уравнения должны объяснять работу демодулятор.
Приведите графики m (t) и v (t) для III. Также дайте графики преобразований Фурье m (t), s (t) и v (t).
Объясните уравнениями график фазового затухания, полученный в IV. Отправить этот сюжет.
Распечатать преобразование Фурье демодулированного сигнала части IV когда фазовый сдвиг равен пи / 2.Вы видите что-нибудь необычное? Объяснить, что Понимаете.
Используя настройку части IV и нулевое смещение фазы, покажите переданный сигнал – сплошной линией, а принятый – – сплошной линией. пунктирная линия на том же участке. См. Объем для подробностей. Прокомментируйте задержку между двумя сигналами. Дополнительный кредит – Можете ли вы оправдать ценность этого задерживать?
ECE 359 home
ECE 489 Lab 1: Амплитудный модулятор и демодулятор
Объектив
Для понимания теоретических основ аналоговой связи, а также двухполосной амплитудной модуляции и демодуляции (DSB-AM)
Для разработки модели Simulink DSB-AM для анализа каждого сигнала во временной и частотной областях с использованием временной области и анализатора спектра.
Чтобы изучить эффекты Аддитивного гауссовского канала (AWGN) в модели Simulink DSB-AM
Для наблюдения за передачей музыки в режиме реального времени для модулированного сигнала DSB-AM через приемник USRP
Теоретические основы
Обзор сигналов и систем, вероятность и шум и руководство для начинающих
Чтобы понять теорию и эксперименты, стоящие за этим курсом, были подготовлены обзорные разделы.Настоятельно рекомендуется ознакомиться с обзором и руководством для начинающих. Пожалуйста, обратитесь к инструктору для получения дополнительной информации.
Напоминаем, что Обзор сигналов и систем, вероятности и шума действителен для всех экспериментов.
Основы аналоговой связи
Аналоговая связь – это механизм передачи информации, то есть музыки, голоса и видео с использованием широковещательного радио, раций или сотового радио, а также широковещательного телевидения. Значительным изобретением, сделанным Маркони в 1895 году, было радио. Позже было заложено основание Трансатлантических коммуникационных систем. Хотя цифровые системы связи намного эффективнее, экономичнее и надежнее, некоторые системы связи по-прежнему являются аналоговыми.
Рисунок 1: Основы аналоговой связи
Аналоговые методы связи можно обобщить как

Рисунок 2: Методы аналоговой модуляции
Преимущества модуляции:
Размер антенны уменьшается, когда сигнал модулируется большей частотой несущей.8 м / с $$
Использование модуляции для передачи сигнала через космос на большие расстояния. Таким образом, технологии беспроводной связи значительно повысили наши стандарты.
Модуляция позволяет нам передавать несколько сигналов в одной среде (например, мультиплексирование с частотным разделением каналов, FDMA)

Амплитудная модуляция и демодуляция
Пусть $ ω_c = 2πf_c $ будет несущей частотой в радианах в секунду, где $ fc >> W $. Тогда амплитудно-модулированный сигнал $ s (t) $ может быть выражен [1] (H. Taub, 2008, стр. Раздел 3.3) как
$$ s (t) = A_C \ Big [1 + мкм (t) \ Big] cos (2πf_c t) $$ $$ s (t) = A_C cos (2πf_c t) + A_c мкм (t) cos (2πf_c t) $$
, где $ u $ – индекс модуляции, определенный в $ -1 <μ <1 $
В качестве примера на следующем рисунке показана амплитудная модуляция с $ m (t) = sin (2πt), \: A_C = 1, \: μ = 0,9, \: и \: f_c = 10 Гц $,

Рисунок 3: Формы сигналов AM
Рисунок 4: Частотный спектр $ sin (2πft) \: с \: f = 100 \: Hz $
Вызов : Свойство модуляции
$ m (t) $ умножается на $ cos (2πf_c t) $; $$ m (t) ∙ cos (2πf_c t) ⟺ \ frac {1} {2} \ Big [M (f-f_c) + M (f + f_c) \ Big], \: где \: f \: \: \: частота \: из \: m (t) $$
В общем, модуляция AM обозначается как:
В случае несущей, которая может использоваться синусоидальная или косинусная волна.Практически никакой разницы, кроме фазового сдвига -90 градусов.
Замечание:
Любой сигнал суммируется с постоянным значением, это означает, что этот сигнал увеличивается на такое же постоянное значение по отношению к вертикальной оси во временной области. В частотной области постоянное значение представлено импульсом при $ f = 0 \: Hz $.
Демодуляция
Для демодуляции AM мы рассмотрим методы детектора квадратичного закона и огибающей.2, \: \: затем $$ $$ M (t) = \ frac {1} {4} \ Big (1 + мкм (t) \ Big) $$
Синхронный демодулятор
Блок-схема синхронного демодулятора показана на рисунке

Для того, чтобы ФНЧ обнаружил информационный конверт, частота несущей должна быть как можно более высокой. Однако, как вы понимаете, природный шум (то есть белый шум) не может быть полностью отфильтрован / удален в таких аналоговых передачах (AM или FM).
$$ s (t) = sin (2πf_c t) + \ frac {m (t)} {2} sin (2πf_c t-2πf_m t) – \ frac {m (t)} {2} sin (2πf_c t + 2πf_m t) $$
После умножения $ s (t) × sin (2πf_c t) $
$$ = – \ frac {m (t)} {2} sin (2πf_m t) – \ frac {1} {2} sin (2πf_c t) – \ frac {m (t)} {2} (4πf_c t- 2πf_m t) + \ frac {m (t)} {4} sin (2πf_c t + 2πf_m t) $$
Затем фильтр нижних частот удаляет высокочастотные составляющие, так что мы можем восстановить m (t).
2. Построение Simulink модели амплитудного модулятора и демодулятора
Модуляция
Дизайн Simulink амплитудного модулятора представлен в следующем [2] (М.Боулмальф, 2010)

Рисунок 5: Модель амплитудной модуляции в Simulink
Параметры:
Дважды щелкните генератор сигналов, а затем установите частоту 1 кГц с синусоидальной формой сигнала
Установите частоту несущей синусоидальной волны на 20 кГц
Установите время моделирования, например 0,01, чтобы четко наблюдать сигналы
Запустите симуляцию
Чтобы наблюдать за анализатором спектра, увеличьте время моделирования до 1 или 2 секунд.
Как ясно видно, модель AM в точности основана на математической основе, представленной в теоретическом разделе. Сигнал сообщения умножается на индекс модуляции, затем к нему добавляется несущая постоянного тока, наконец, умножается на синусоидальный сигнал несущей для передачи модулированного AM сигнала.
Демодуляция (прямоугольный демодулятор)
Выполните аналогичную процедуру. У вас будет структура демодуляции, как показано на следующем рисунке:

Рисунок 6: Модель квадратичного демодулятора в Simulink
Укажите граничную частоту полосы как 2 * pi * X
Подключите ваши модели модуляции и демодуляции, как показано.

Рисунок 7: DSB-AM
Запустите вашу модель, вы увидите следующее:

Рисунок 8: Сигналы во времени
Время моделирования для анализаторов спектра выбрано равным 2 секундам.

Рисунок 9: Результаты анализаторов спектра
3. Построение Simulink модели передачи музыки с использованием модулятора DSB-AM и демодулятора (основная полоса)
Здесь мы реализуем модулятор и демодулятор основной полосы частот DSB-AM, используя музыкальный файл в качестве источника.В этом случае, поскольку источником является мультимедийный файл, а не чистая синусоида, нам нужен процесс DSP, то есть передискретизация и фильтрация. Вы не несете ответственности за процессы DSP. Однако вы можете найти их очень полезными при определении частоты дискретизации, преобразования скорости, конечной импульсной характеристики (FIR), децимации и интерполяции и т. Д. Вы также можете проверить следующий ресурс:
Глава 3, Разложение сигналов с множественным разрешением, Али Н Акансу, Хаддат.
Модель показана ниже.
Рисунок 10: Модель Simulink передачи музыки с использованием DSB-AM
Рисунок 11: Передискретизация
Рисунок 12: Демодуляция основной полосы частот
Передача и получение мультимедийного файла с использованием DSB-AM через USRP
Теперь мы сделаем еще один шаг, чтобы передать музыкальный файл, а затем получить его через оборудование USRP. В этом случае передача осуществляется в реальном времени, поэтому, в отличие от моделирования, вы будете наблюдать шум в воздухе.
Модель выражается как
Передатчик (TX)
Рисунок 13: Модуляция и передача основной полосы частот Рисунок 14: Передискретизация и фильтрация
Приемник (RX)
Рисунок 15: Приемник Рисунок 16: Блоки демодуляции (подсистема) Рисунок 17: Демодуляция DSB-AM
5.
Предварительные инструкции
Руководство для начинающих и Руководства по обзору сигналов и систем
Были подготовлены и добавлены на веб-сайт курса два дополнительных дополнения: Simulink и USRP: Руководство для начинающих и Обзор сигналов и систем.Вы найдете их очень полезными при ответах на вопросы перед лабораторией и при выполнении лабораторных задач.
Ответьте на следующие вопросы:
Постройте вручную величину следующих волн в частотной области.
$ 1 + грех (4πt)
$
$ A_C [1 + sin (4πt)] cos (80πt) $, где $ A_c $ – положительное число

Сигнал сообщения $ m (t) = sin (4πt) $
Участок $ | M (ж) | $ в ручную
Если это сообщение модулировано DSB-AM на несущей $ cos (80πt) $, найти соответствующий модулированный сигнал полосы пропускания $ s_c (t) $ и вручную построить $ | S_c (F) | $
Полученный сигнал $ s_c (t) $ является входом демодулятора, как описано ниже:
Сигнал, полученный в полосе пропускания после демодуляции, преобразуется в полосу модулирующих частот. Это просто:
ФНЧ имеет следующие характеристики:
Найдите $ y (t) $ и сравните его с $ m (t) $. Ты восстановил сигнал? Прокомментируйте свой результат.
6. Лабораторные задачи
[Синхронный детектор]
Постройте модель, приведенную ниже [3], а затем установите параметры блока как
м (t) с частотой 1 кГц и временем выборки: 1/100 кГц
несущая: 10 кГц, фаза: $ π / 2 $ и время выборки: 1/100 кГц
Местный осциллятор (LO): такой же, как несущая.
Фильтр: LowPass, Fs: 100 кГц, Fpass: 6 и Fstop: 12
Установите время моделирования как 50k / 100k
Запустите свою модель
Понаблюдайте за 3 анализаторами спектра, затем объясните формы сигналов с точки зрения частоты (Подсказка: запомните свойство модуляции). Прокомментируйте свой результат.
Измените время моделирования на 500 / 100k (чтобы четко видеть синусоидальную волну). Сравнивать сигналы во временном диапазоне? Вы восстановили m (t)? Есть ли задержка между двумя сигналами? Если да, объясните, почему?

Рисунок 18: Модель для Задачи-1
Постройте в Simulink модель модулятора и демодулятора AM (рисунок 7), объясненную в этом руководстве.Вы должны определить граничную частоту полосы пропускания аналогового фильтра. Затем объясните теоретическую сторону блоков. Используйте обозначение μ: индекс модуляции, $ m (t), h (t) $ и т. Д.
В зависимости от характера передачи сообщение может искажаться на разных уровнях шумом, который может занимать определенные частоты, то есть цветной шум, или все частоты, то есть белый гауссовский шум (WGN). Следующий блок называется «Аддитивный белый гауссовский шум».

Подключите канал AWGN.Установите отклонение от маски равным 0,01, 0,05, 0,1 и 0,5 соответственно. Что вы наблюдаете в каждом случае? Прокомментируйте свой результат
Установите индекс модуляции μ как -10, -5, -0,9, -0,1, 0,5, 0,9, 5, 10 соответственно.
Что происходит с формой волны модулированного сигнала в каждом случае?
При каких значениях демодуляция может выполняться правильно? Почему?
Найдите AM_Music_Simulation.slx на вашем компьютере, затем запустите модель. Аналогичным образом ответьте на вопросы в задании 2 на основе этой модели.
Шаги: USRP
Попросите преподавателя открыть, а затем запустить файл TX_AM_Music.slx. Проверьте блок-схему передатчика (вы не найдете никакой разницы, кроме симуляции музыки, кроме передатчика). Обратите внимание на центральную частоту передатчика.
Откройте файл RX_AM_Music.slx на вашем компьютере. Установите центральную частоту такой же, как у передатчика, а затем запустите файл.Наблюдайте за передачей в реальном времени по воздуху.
Самостоятельное обучение:
Введите следующий код в командном окне [4]:
>> dspenvdet
Этот код откроет модель Simulink для методов модулятора и демодулятора DSB-AM, основанную на детекторе огибающей путем возведения в квадрат и преобразования Гильберта.
Запустите симуляцию, чтобы наблюдать форму волны во временной области
Щелкните dspEnvelopeDetector.m, затем запустите m-файл. Обратите внимание на цифры Matlab в обоих методах обнаружения конвертов
7. Инструкции по лабораторному отчету
Ознакомьтесь с шаблоном на веб-сайте курса.
8. Список литературы
[1] Х. Тауб, Д. Л. (2008, ). Принципы систем связи (3-е изд.). Макгроу Хилл.
[2] М. Боулмальф, Ю. С. (2010) . Поиск цифровой и анологической модуляции для студентов, изучающих информацию и технологии, использующих Matlab и Simulink .