modulatia_2010
TRANSCRIPT
-
7/25/2019 Modulatia_2010
1/20
Modulatia cu unda continua
Procedeu esential in comunicatiile
analogice.
Definitii
Modulatia este un procedeu de transfer de informatie de la
un semnal, numit modulator, la un alt semnal, numit
purtator, mai bine adaptat la nevoile procesului de
transmisie a informatiei, obtinandu-se un nou semnal,
numit semnal modulat.
Semnal modulator-generat de sursa de informatie-semnal in
bada de baza.
Proces de transmisie-canal de comunicatii-banda de
frecvente adecvata.
-
7/25/2019 Modulatia_2010
2/20
Exemplu
Transmisii radio
Banda de baza: 0 20 KHz,
Frecventa minima a benzii de frecvente a canalului > 30 KHz.
Translatia de frecventa este realizata folosind modulatia.
O forma uzuala de semnal purtator este sinusoida modulatie inunda continua.
Procedeul invers modulatiei, prin care pornind de la semnalulmodulat se reconstruieste semnalul modulator se numestedemodulatie.
Componentele esentiale ale unuisistem de comunicatie, folosind
modulatia in unda continua
-
7/25/2019 Modulatia_2010
3/20
Clasificare
Modulatia de amplitudine,
Modulatia de unghi (exponentiala).
Modulatia de amplitudine
( ) ( )
( ) ( )[ ] ( )
[ ] lui.modulatoruaeamplitudindeateasensibilit-V21:esteeamplitudininmodulatsemnaluluiExpresia
modulatorsemnalulsipurtatorsemnalulFie
1-
a
cac
cc
k
.tfcostxkAts
.txtcosAtc
+=
=
-
7/25/2019 Modulatia_2010
4/20
Conditii suplimentare
( )[ ] ( )
( ) [ ]
a.demodularerealizaputeaseapentru
mesajului,banda:conditiaasatisfacuttrebuieatunci
modulatorsemnaluluispectruldinmaximafrecventaesteDaca
%100
:modulatiedeGradul
atie.supramoduldesprevorbesteseaindeplinitestenuconditieaceastaDaca
101
:pozitivamarimeoesteesinusoidalundeuneieaAmplitudin
fMc
M
maxa
aac
Bff
f
txkm
ttxktxkA
=>>
=
+
Spectrul semnalului modulat in
amplitudine( ) { } ( ){ }
( ) ( )[ ] ( ) ( ) ( )[ ]
( ) ( ) ( )[ ] ( ) ( )[ ]
( ) ( ) ( )[ ] ( ) ( )[ ].ffXffXAk
ffffA
fS
.XXAk
AS
,XkAA
tcostxkAtcosAS
ccca
ccc
ccca
ccc
ccacccc
caccc
+++++=
+++++=
++
+++=
=+=
22
2
2
1
FF
-
7/25/2019 Modulatia_2010
5/20
Avantaje si dezavantaje ale
modulatiei de amplitudine
( ) ( ) ( )
( )
( ) ( ) ( )
( )
( ) ( )[ ] ( )
( ) ( )
( )[ ]
( ) ( )
( )[ ]{ }
( ) ( )( ) ( )[ ]
( )
.
.tcostxtcosA
,
.tncostxn
tx
tncostncosn
Atcos
Atu
tncosn
tg
.tgtxtcosAtu
txtcosA,
txtcosA,txtcosAtu
tu,
tu,tutu
c
ccc
Mc
nc
n
ccn
n
cc
c
nc
n
cc
cc
cccc
+
>>
++
++
+
+=
+=
-
7/25/2019 Modulatia_2010
6/20
Dezavantajele modulatiei de
amplitudine
liniare.eamplitudindemodulatiedeprocedeelelaastfelajungeSea.purtatoaresuprima
sesilateralebenziledintreunalarenuntaseedezavantajacestordiminuareaPentru
modulator.semnaluldeocupatefrecventedebenziilatimea
defatadublaestemodulatsemnaluldeocupatafrecventedebenziiLargimea
frecvente.debandarisipesteeamplitudindeModulatia
Modulatia de amplitudine liniara( ) ( ) ( )[ ] ( ) ( )[ ] ( ) ( )[ ]
( ) ( ) ( )
( )
( ) liniara.modulatieoobtineapentrudeliniara
dependentaoaibasatrebuieAmbele.cuadraturaincomponenta-
faza,incomponenta,
tx
ts
tstsintstcosts
tsintsintatcostcostattcostats
Q
IcQcI
ccc
=
==+=
-
7/25/2019 Modulatia_2010
7/20
Tipuri de modulatie liniara
1. Cu 2 benzi laterale si purtatoare suprimata -2BL-PS,
2. Cu banda laterala unica BLU,
3. Cu rest de banda laterala cu banda laterala vestigiala.
Modulatia cu doua benzi laterale si
purtatoare suprimata
( ) ( ) ( ) ( ) ( )[ ].XXA
StcostxAtscc
ccc
++==2
-
7/25/2019 Modulatia_2010
8/20
Detectia coerenta (sincrona)
( ) ( ) ( ) ( ) ( )
( ) ( ) ( ) ( )++=
+=+=
tcostxA
costxA
tv
tcostcostxAtcoststv
ccc
cccc
222
:sau
( ) ( ) ( ) ( )
( )
( )
( ) ( )
Costas.bucleimetodaesteemitatorulcuuireceptorululuisincronisma
realizaredepracticametodaO.(sinfazic)fazainsicatfrecventainatatemisielade
purtatoaredelgeneratorucuperfectsincronisminfiesatrebuieuireceptorulallocal
loscilatoruDecira.suplimentamodulatieoaparealtfelin timp,constantramanasa
trebuieDefazajul2
pentrunulsi0pentrumaximesteAcestasincron.
uidetectoruliraspunsuluascadereoaparea,purtatoaregenereazacareemisielade
loscilatorudefatadedefazajunarereceptieladelocalloscilatorucafaptului
aurmareCa2
:caasainlaturatesteenacest termjostrece
filtrariiurmaIn22,2luijurulingrupatspectrulare
termendoileaAlbazadebandainsuportularetermenPrimul
222
0
.
.costxA
tv
.,
.,
tcostxA
costxA
tv
c
McMcc
MM
ccc
==
=
+
++=
-
7/25/2019 Modulatia_2010
9/20
Multiplexare cu purtatoare in
cuadratura( ) ( )
( ) ( ) ( ) tsintxAtcostxAts
txtx
cccc += 21
21 te.independenemodulatoarsemnale-,
Modulatia cu banda laterala unica
laterale.enziledintreuneiaselectiaanda-treceFiltrare
MAPS,produsdeModulatie
Generare
- semnale vocale, = 300 rad/sec. Restrictii pentru filtrul de rejectare a benzii dorite :
1. banda laterala dorita banda de trecere a filtrului, 2. banda laterala nedorita banda d
bandgap
e blocare
m
a filtrului,
latimea benzii de tranzitie a filtrului < 2 . Demodularea se face prin detectie sincrona.m
-
7/25/2019 Modulatia_2010
10/20
Modulatia cu rest de banda laterala
) ) 1=++ cc HH
.comercialaiuneain televizutilizeazaSe
Translatia de frecvente
21
12
josinConversie
susinConversie
=
=
l
l
-
7/25/2019 Modulatia_2010
11/20
Multiplexarea prin divizare in
frecventaSisteme de telefonie
Banda ocupata 300 Hz - 3400 Hz.
Transmiterea simultana a mai multor
semnale vocale pe acelasi canal.
Separarea in frecventa : Frequency
Division Multiplexing.
Separarea in timp : Time-Division
Multiplexing.
Se utilizeaza MA-BLU.
Purtatoarele sunt decalate intre ele cu 4 KHz.
Filtrele trece banda de dupa modulatoare
limiteaza banda semnalului modulat
la 4 KHz.
Modulatia unghiulara( ) ( ) ( )
( ) ( )
( ) ( ) [ ]
( ) ( )[ ]( ) ( ) [ ]
( ) ( ) ( ) ( )
( )
+=+=
+=
+=
+=
=
=
t
t
fcc
t
fci
ffci
pcc
ppci
ii
icic
.dx
dxktcosAtsdxktt
k,txkt
.txktcosAts
ktxktt
.dt
tdt
.tAtcosAts
0
00
cufacesemodulareacareinMPsemnalunfiindcaconsideratfipoateMFSemnalul
22
frecventa.deatesensibilit-Hz/V2frecventa.deModulatia
faza.deateasensibilit-rad/V;faza.deModulatia
einstantaneFrecventa
modulat.semnaluluiaeinstantanefrecventaesterotitorvectoracestuiaunghiularaViteza
unghiulsieaamplitudincurotitorvector-
Proprietatile semnalului MP pot fi deduse din cele ale semnalelor MF si invers.
-
7/25/2019 Modulatia_2010
12/20
Modulatia de frecventa
( ) ( )
( )
( ) [ ]
Spectrul semnalului modulat in frecventa
cos 2 cos 2 deviatie de frecventa ;
indice de modulatie. sin .
cos sin In functie de valorile
; -
-
m m i c f m m f m
i c mm
c c m
x t A t t k A t k A
t t t
s t A t t
= = + =
= = +
= + lui exista 2 tipuri de modulatie:
1 radian - modulatie de banda ingusta;
1 radian - modulatie de banda larga.
>
Modulatia de frecventa de banda
ingusta( ) ( ) ( )
( ) ( ) ( ) .tsintsinAtcosAtstsintsinsintsincos
.tsinsintsinAtsincostcosAts
mccccmmm
mccmcc
=
-
7/25/2019 Modulatia_2010
13/20
Spectrul semnalului modulat in
frecventa cu banda ingusta( ) ( )
( )
( ) ( )
( )( ) ( )( )
( ) ( )
( ) ( ) ( ) ( )
( ) ( ) ( ) ( )
0
0
0
cos 2
cos cos 2 sin sin 2 .
Modulatie de banda ingusta, 236
cos 2 sin .
1
t
y t x dt
c c fy t A
c c f c c f
f
c c c f c
t
c c c c f
s t A t k x d
A t k y t A t k y t
k A
s t A t A k y t t
y t x d Y Xj
XS A A k
j
=
= + =
=
= =
= + +
( ) ( )
( ) ( ) ( ) ( ) ( )
( ) ( ) ( ) ( ) ( )
,
sau :
Se observa asemanarea cu spectrul semnalului modulat in amplitudine:
2
c c
c c
c c c c f
c c
a cMA c c c c c
j
X XS A A k
k AS A X X
+
+ = + + + +
= + + + + +
Modulatia de frecventa de banda
larga
( ) ( ){ } ( )
( ){ }( )
( ) ( ) [ ]
( ) ( ) ( )
( )( ) ( ) ( ) ( ) ( )
( ) ( )
( ) ( ) ( ) ( )[ ].nnJA
S
tnffcosJA
tntcosJAtseJAts~
JAc.xn
xJxJAdxeA
c
dteA
dtets~cects~
ts~
,ets~ReeARets
mcmcn
nc
mcn
nc
mcn
nc
tjn
nnc
ncn
nnc
nxxsinjcn
tx
tntsinjmctjnmn
n
tjn
n
tjeAts~
tsintj
c
m
m
m
m
mmmm
m
m
c
tmsinjc
mc
+++ =
+ =
=+ = =
=
=
==
=
=
==
==
=
=
=
=
=
=
=
+
2
2
Deciargumentsiordinintaia,spetadeBessel
functiaesteunde,2
22,
frecventa.inmodulatsemnaluluiacomplexaanvelopa-
-
7/25/2019 Modulatia_2010
14/20
( ) ( ) ( )
( ) ( ) ( )
( ) =
-
7/25/2019 Modulatia_2010
15/20
.f
.fAmm
cand2latinde
frecventainmodulatsemnaluluispectruldeocupataBanda
nemodulat.purtatorsemnalului
eaamplitudinlaimpartireprinenormalizatsuntSpectrele
modificasemodificanddarconstantTinand
2 , .f mm
k A = =
Banda de transmisie a semnalelor
modulate in frecventa( ) ( ) ( ) ( )[ ]
( ) .dedependentaesteValoarea010unde
,2i,purtatoareeaamplitudindin1%depasestenuspectralelecomponente
dintreunanicicaruiaafarainfrecventedeEcartul:etransmisidebenziiadefinitieAlta
11222:(1937)CarsonluiRegula
.pecentrataesteaceastasi2
latindeetransmisidebenziilatimea,Pentru0.sprerapiddescrescdemult
maicudedepartatelecomponentePractic,infinita.esteetransmisidebandaTeoretic
2
>>
=
+=+
+++ =
=
maxnmax
mmaxT
mT
c
c
mcmcn
nc
n.,Jnn
fnB
.fffB
ff
,f
f
.nnJA
S
2 , .f mm
k A
= =
-
7/25/2019 Modulatia_2010
16/20
Cazul modulatorului nesinusoidal
( )
( )
.universalaCurba
si:CarsonluiRegula
).luirolul(joaca
deviatiederaportulfrecventadedeviatia,
)luirolul(joacaspectrudinmaximafrecventacumodulatorsemnal-
.fWD
W/fDAkftxmaxA
.fWtx
m
maxfmax
m
===
e.transmisidebenzii
areasupraestimlaconduceuniversalaCurba
e.transmisidebenzii
easubestimarlaconduceCarsonluiRegula
12 2 2 1
12 1
T
T
B f W fD
B
f D
+ = +
= +
Exemplu
( )
KHz.200deetransmisidebandaoalocasepracticaIn
KHz.240235D:universalaCurba
KHz.1802:CarsonluiRegula
5;KHz15;KHz75
:radiounitransmisiNord,deAmerica
===
=+=
===
f,B
WfB
.DWf
T
T
-
7/25/2019 Modulatia_2010
17/20
Generarea semnalelor modulate in
frecventa
.frecventeiamare
estabilitatonecesaraestedeoareceFM,radiofoniainfolosestesea-2aMetoda
.frecventa)deremultiplicaofacesefrecventadedeviatiei
fixareapentruapoisiingustabandademodulatieofacese(initialindirectasi
e)in tensiuncomandatoscilatorunpe(bazatadirectametode,2Exista
( ) ( ) ( )1
cos cos cos2
c c c c m c ms t A t A t t = + +
( ) ( ) ( ) ( )
( ) ( )
( ) ( )
( )
( ) ( )
( ) ( ).txnknft'f
dxnktncos'At's
.tsn
.txkftf
dxktcosAts
tsa...tsatsatv
fci
t
fcc
fci
t
fcc
n
n
+=
+=
+=
+=
+++=
:einstantanefrecventacu2
semnaluluibandadecatmaremaioride
estebandatrecefiltruluiatreceredeBanda
2
;
0
0
2
21
-
7/25/2019 Modulatia_2010
18/20
Demodularea semnalelor modulate
in frecventa
( )1
Discriminatorul de frecventa
Iesirea sa este direct proportionala cu frecventa instantanee a
semnalului FM.
Circuit cu panta
2 2 2,
2 2 22 2 2
,2 2
T T Tc c c
T Tc c c
B B Bja
B BH ja
+ +
= + +
.2
0, in rest
TB
( ) ( )
( ) ( )
( )
1 1
1 1
1
echivalentul de joasa frecventa al FTB .
12. Se pune , pentru 0.
2
42 2 2
0 ; in rest
-
; -
c
T T T
H f H f
H f H f f f
B B Bj a f f
H f
= >
+ =
%
%
%
( ) ( ) ( )( )
( ) ( ) ( ) ( )
( ) ( )
( )
( )
0
2
0
1 1 1
1
Semnalul de intrare : cos 2 2 . Anvelopa sa complexa :
2 ;12 2 2
20; in rest
2
1
t
ft j k x d
c c f c
T T T
T
T c
s t A f t k x d s t A e
B B Bj a f S f f ds t
S f H f S f s t a j B s t dt
k
s t j B aA
= + =
+ = = = +
= +
%
% %% %% % %
%
( )
( )
( ) ( ){ } ( ) ( )
( ) ( )
0
22
1 10
1
2
Re 1 cos 2 2 .2
2semnal cu modulatie hibrida, de frecventa si de amplitudine. Daca se alege astfel incat 1-
t
fc
tj k x df fj f t
T c c f T T
ff
T
k
x t e s t s t e B aA x t f t k x dB B
ks t k x t
B
= = + + +