modulatia_2010

Upload: maria-tudosa

Post on 25-Feb-2018

214 views

Category:

Documents


0 download

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

    = = + + +