Модуляция

На качество сигнала  после ЦАП влияет не только синхронность поступления на его вход замеров, но и погрешность дискретизации  амплитуд этих замеров. В теореме  Найквиста - Котельникова предполагается, что амплитуды функции измеряются точно, в то же время использование  для их хранения двоичных чисел с  ограниченной разрядностью несколько  искажает эти амплитуды. Соответственно искажается восстановленный непрерывный сигнал, что называется шумом дискретизации (по амплитуде).

Существуют и другие методы дискретной модуляции, позволяющие  представить замеры голоса в более  компактной форме, например в виде последовательности 4-битных или 2-битных чисел. При этом один голосовой канал требует  меньшей пропускной способности, например 32 Кбит/с, 16 Кбит/с или еще меньше. С 1985 года применяется стандарт CCITT кодирования голоса, называемый Adaptive Differential Pulse Code Modulation (ADPCM). Коды ADPCM основаны на нахождении разностей между последовательными замерами голоса, которые затем и передаются по сети. В коде ADPCM для хранения одной разности используются 4 бит и голос передается со скоростью 32 Кбит/с. Более современный метод, Linear Predictive Coding (LPC), делает замеры исходной функции более редко, но использует методы прогнозирования направления изменения амплитуды сигнала. При помощи этого метода можно понизить скорость передачи голоса до 9600 бит/с.

Представленные в  цифровой форме непрерывные данные легко можно передать через компьютерную сеть. Для этого достаточно поместить  несколько замеров в кадр какой-нибудь стандартной сетевой технологии, снабдить кадр правильным адресом назначения и отправить адресату. Адресат  должен извлечь из кадра замеры и  подать их с частотой квантования (для  голоса - с частотой 8000 Гц) на цифро-аналоговый преобразователь. По мере поступления следующих кадров с замерами голоса операция должна повториться. Если кадры будут прибывать достаточно синхронно, то качество голоса может быть достаточно высоким. Однако, как мы уже знаем, кадры в компьютерных сетях могут задерживаться как в конечных узлах (при ожидании доступа к разделяемой среде), так и в промежуточных коммуникационных устройствах - мостах, коммутаторах и маршрутизаторах. Поэтому качество голоса при передаче в цифровой форме через компьютерные сети обычно бывает невысоким. Для качественной передачи оцифрованных непрерывных сигналов - голоса, изображения - сегодня используют специальные цифровые сети, такие как ISDN, ATM, и сети цифрового телевидения. Тем не менее для передачи внутрикорпоративных телефонных разговоров сегодня характерны сети frame relay, задержки передачи кадров которых укладываются в допустимые пределы.

Импульсная  модуляция

Часто в качестве переносчика используют периодическую  последовательность сравнительно узких  импульсов. Последовательность прямоугольных  импульсов одного знака v0(t) характеризуется  параметрами: амплитудой импульсов; длительностью (шириной) импульсов; частотой следования (или тактовой частотой) fT =1/T, где Т – период следования импульсов; положением (фазой) импульсов относительно тактовых (отсчётных) точек. Отношение периода следования импульсов к длительности импульсов называется скважностью импульса.

По закону передаваемого  первичного сигнала можно изменять (модулировать) любой из параметров импульсной последовательности. При  этом модуляция называется импульсной.

Смешанные виды модуляции

Рассмотрение смешанной  модуляции представляет интерес  с различных точек зрения. В  некоторых приборах (например, магнетронах) при изменениях амплитуды колебания  наблюдается изменение частоты  генерации. Поэтому при использовании  таких устройств в качестве модуляторов  выходной сигнал оказывается модулированным как по амплитуде, так и по частоте  по одному и тому же закону.

Частотная и фазовая  модуляции также обычно сопровождаются паразитной амплитудной модуляцией, возникающей вследствие несовершенства реальных модуляторов. Сигналы амплитудной  модуляции вследствие изменений  несущей частоты, обусловленных  нестабильностью частоты задающего  генератора передатчика, также оказываются  модулированными как по амплитуде, так и по частоте.

При одновременной  модуляции по амплитуде и частоте  происходит изменение амплитуд спектральных составляющих сигнала, и при определённых условиях некоторые из них могут  быть полностью подавлены. Необходимость  такого полного подавления составляющих, образующих нижнюю (или верхнюю) боковую  полосу модулированного сигнала, возникает  при однополосной модуляции (не обязательно  амплитудной). Поэтому смешанная  модуляция может рассматриваться  как практический способ получения  сигналов однополосной модуляции.

Смешанную модуляцию, наконец, в определенных условиях можно  использовать как средство ослабления мешающего действия помех. Действительно, если помехи таковы, что они производят независимую паразитную модуляцию  параметров сигнала, то применение одновременной 

модуляции нескольких параметров переносчика одним и  тем же сообщением и суммирование напряжений на выходе соответствующих  демодуляторов приёмника приведёт ослаблению помехи.

Демодуляция сигналов

Демодуляция – восстановление величин, вызвавших изменение параметров носителей при модуляции. Выполняется на принимающей стороне при известных условиях модуляции на передающей стороне.

Для передачи энергии  электромагнитной волны используются высокочастотные колебания, а колебания  низкой частоты используются для  модуляции (слабого изменения амплитуды  или фазы) высокочастотных колебаний. На принимающей станции из этих сложных  колебаний с помощью специальных  методов снова выделяют колебания  низкой частоты, которые после усиления подаются на громкоговоритель. Этот процесс  выделения информации из принятых модулированных колебаний получил название демодуляции, или детектирования колебаний.

Модуляция случайными функциями

До сих пор рассматривалась  модуляция гармонического переносчика  детерминированными сообщениями. Это  позволило получить важные для анализа  систем сведения, относящиеся к спектрам модулированных сигналов. Полученные результаты, однако, не дают полного  представления о характеристиках  модулированных сигналов, относящихся  ко всей совокупности возможных модулирующих сообщений. Такое представление  можно получить лишь из рассмотрения совокупностей возможных сообщений  и модулированных сигналов, как некоторых  случайных процессов.

Практический интерес  представляет рассмотрение энергетического  спектра модулированных сигналов не только в том случае, когда случайным  является лишь модулирующее воздействие, а переносчиком служит детерминированная  функция, но также, когда и переносчик – некоторый случайный процесс (обычно узкополосный). Такой переносчик называется шумовым несущим колебанием. Необходимость рассмотрения переносчика, как узкополосного шумового колебания, возникает в некоторых оптических системах связи с некогерентным  излучением. Применение шумового несущего колебания даёт возможность ослабить мешающее действие замираний уровня сигналов в каналах с многолучевым распространением радиоволн.

Список  литературы

1.  Катунин Г.П. Основы телекоммуникаций. Часть 1 : Учебное пособие / СибГУТИ. Новосибирск, 2006 г. – 265 с.

2. Назаров М. В., - Теория передачи сигналов. - М.: Связь, 1970, 368 с.

3.  http://revolution.allbest.ru/radio/00329622.html

4.  http://lanhelper.ru/seti/2/11

5.  http://metod.ce.cctpu.edu.ru/edu/df/pd/book/Modem/modulation.html

6. http://www.roman.by/r-55234.html