Амплитудно-импульсная модуляция

Рис. 3.1. Амплитудно-импульсная модуляция

Первым шагом в превращении аналогового сигнала в цифровой является формирование последовательности дискретных моментов времени, в которые осуществляется дискретизация сигнала. Способы аналого-цифрового преобразования основываются преимущественно на использовании периодических моментов дискретизации, размещенных на равных расстояниях. Если дискреты формируются достаточно часто, то исходный сигнал может быть полностью восстановлен из последовательности дискретов путем применения фильтра низких частот для интерполяции или формирования сглаженного по величинам дискретов сигнала. Эти основные понятия иллюстрирует рис. 3. 1. Представленный на этом рисунке аналоговый сигнал дискретизируется с постоянной частотой дискретизации fs = 1/T и восстанавливается с помощью фильтра низких частот. Отметим, что процесс дискретизации эквивалентен амплитудной модуляции последовательности импульсов с постоянной амплитудой. Отсюда метод, представленный на рис. 3. 1, называют обычно амплитудно-импульсной модуляцией (АИМ).

Частота дискретизации по Найквисту

Классические результаты в системах с дискретизацией были получены в 1933 г. Г. Найквистом, когда он определил минимальное значение частоты дискретизации, необходимое для извлечения всей информации из непрерывного, меняющегося во времени сигнала. Эти результаты — критерий Найквиста — определяются соотношением fs ) 2BW *, где fs — частота дискретизации, BW — ширина полосы входного сигнала.

Рис. 3.2. Спектр сигнала с амплитудно-импульсной модуляцией

Этот результат поясняет рис. 3. 2, где представлен спектр входного сигнала и результирующий спектр импульсной последовательности АИМ сигнала. Спектр АИМ сигнала можно получить, если учесть, что непрерывная последовательность импульсов имеет частотный спектр, состоящий из дисретных гармоник частоты дискретизации. Входной сигнал модулирует каждую из этих гармоник отдельно. В результате этого создаются две боковые полосы около каждой дискретной частоты в спектре импульсной последовательности. Исходный сигнал восстанавливается с помощью фильтра низких частот, рассчитанного на подавление всех частот, кроме частот исходного сигнала. Как показано на рис. 3. 2, восстанавливающий фильтр низких частот должен иметь частоту среза, которая расположена между BW и fs — BW. Следовательно, разделение возможно только в том случае, если fs—BW больше, чем BW (т. е. если fs > 2BW).

Линия связи (ЛС) - совокупность технических средств и физическая среда, которые обеспечивают передачу сигналов от источника к получателю. Сигналы, используемые для передачи информации, условно можно разделить на два вида: - электрические сигналы; - радиосигналы.