11-ДӘріс ақпараттық үрдістер – ақпараттық жүйелердің негіздері
Модуляция және демодуляция
жүктеу/скачать 211,72 Kb. Pdf көрінісі
|
| Модуляция және демодуляция
Хабарламаны байланыс арнасы арқылы жеткізу үшін оның сигнал түрін белгілі бір тасымалдаушының көмегімен орындайды. Сигнал модуляция арқылы құрастырылады [6-9]. Модуляция дегеніміз жіберілетін хабарламаға u(t) байланысты уақыт бойынша тасымалдаушының f(a,b,c,…) бір параметрінің өзгеруі. Демодуляция дегеніміз модуляцияға кері амал немесе жіберілген хабарламаны бұрынғы түріне келтіру. Алдымен модуляция жасаудың негізгі қағидасы туралы түсінік қарастырылсын. Берілетін хабарламаның ақпараттық параметрлері a,b,c, … болсын, ал ақпарат тасымалдаушы келесі функция f(a,b,c,…) арқылы белгіленсін делік. Модуляция жасаудың негізгі қағидасы – жіберілетін хабарламаға сәйкес тасымалдаушы функцияның параметрлерін өзгерту. Көпшілік жағдайда тасымалдаушы ретінде айнымалы ток қарастрылады немесе гармоникалық тербеліс. Осы амалдарды орындаудың әдістері қарастырылсын. Физика заңдары бойынша, сигналды бір объектіден екіншісіне жеткізу үшін қолданылатын радиоарналарда, кабельдерде, микротолқын жолдарында жоғары жиілік немесе қысқа толқындар қолданылады. Сигнал белгілі жиілікпен беріледі; оны «тасушы» жиілік деп атайды. Сигналға байланысты тасымалдаушының параметрлеріне өзгеріс енгізу үрдісін модуляция деп атайды. Мысал ретінде амплитудасы бірге тең видеоимпульс түріндегі электр сигналын қарастыруға болады: rect T (t-Δt)=1, егер t [Δt, T+Δt]; rect T (t-Δt)=0, егер t [Δt,T+Δt]. Бұл функцияның графигі биіктігі бірге тең, ені T болатын тіктөртбұрыш болады. Осы сигналмен амплитудасы бойынша модуляцияланған синусоидалық тербелісті (радиоимпульс) келесі түрде жазуға болады: u(t) = U∙ rect T (t-Δt)∙sin(ω∙t - φ 0 ), мұндағы: U - амплитуда; t - уақыт сәті; Δt – ұзақтығы; ω - жиілік; φ 0 - алғашқы фаза; rect T - тіктөртбұрышты бірлік функция. Жіберілетін ақпаратқа (хабарламаға) байланысты осы параметрлердің кез келгенін өзгертуге болады. Ондай амалдың нәтижесінде сигналдардың әр түрі алынады. Егер тербеліс амплитудасы U өзгертілетін болса, онда амплитуда бойынша модуляцияланған сигнал алынады; ал егер жиілік ω пен фаза φ 0 өзгертілсе, онда оларға сәйкес жиілік бойынша модуляцияланған және фаза бойынша модуляцияланған сигналдар алынады. Ұзақтық T өзгертілгенде ендік-импульстік модуляция, ал уақыттық жағдай Δt шамасына өзгергенде – уақыттық-импульстік модуляция болады. Модуляция деген түсінікпен қатар, ақпарат берілісі жөніндегі теорияда манипуляция деген түсінік бар. Манипуляция дегеніміз – ол дискретті модуляция; бұл жерде хабарлама код таңбаларының тізбегі ретінде, олардың әрқайсысына ұзындығы бірдей тұрақты кернеудің импульсі сәйкес келеді, бірақ олардың полярлығы әртүрлі. Код таңбалары ретінде «0» және «1» болуы мүмкін. Мұндай тізбек манипулятордың көмегімен сигналдардың элементтерінің тізбегіне айналады. Бұл жағдайда амплитудалық, жиілік және фазалық модуляцияларды алуға болады. Модуляцияның әр түрі бөгеуілге тұрақтылығы бойынша әртүрлі сипатталынады. Олардың ішінде бөгеуілге тұрақтысы фазалық модуляция болып есептелінеді. Бұл әсер етуші бөгеуілдердің амплитудалық сипатта болуы, ал фаза параметріне басқа параметрлерге қарағанда мұндай әсер азырақ болады. Хабарламаны электр сигналына айналдыру хабарламаны өзгертушілер деп аталынатын әртүрлі мәлімет берушілердің (датчиктердің) көмегімен атқарылады. Мысалы, дыбысты жеткізу үшін ондай өзгертуді микрофон атқарса, ал бейнелерді жеткізу үшін электрондық-сәуле трубкасы (ЭЛТ- электронно-лучевая трубка) пайдаланылады. Осыдан шығатын сигнал алғашқы сигнал деп аталынады. Ол төмен жиілікті тербеліс болғандықтан, алысқа жеткізілмейді. Сондықтан ол жоғары жиілікті сигналға айналдырылуға тиіс. Ол үшін арнайы құрылғы – модуляторлар қолданылады. Егер тасымалдаушы үшін гармоникалық тербеліс f(t) = A∙cos(ωt+φ) таңдап алынған болса, онда модуляцияның үш түрін қарастыруға болады: амплитудалық, жиілік және фазалық. Бұл формуладағы A - амплитуда, ω- жиілік, φ - фаза. Осы үш параметрдің бірін өзгерту арқылы модуляция жасалынады. Егер тасымалдаушы периодты импульстердің тізбегі болса, онда импульстің берілген формасы бойынша төрт түрлі импульстік модуляция жасауға болады: амплитудалық – импульстік, ендік – импульстік, уақыттық- импульстік және жиілік – импульстік. Дискретті (цифрлық) модуляция кезінде кодталған хабарламаa i кодтық таңбалардың тізбегі {b i } ретінде беріледі, кодтық таңбалардың тасымалдаушыға f(t) ететін әсерінен ол хабарлама сигналдың элементтерінің тізбегіне {f i (t)} айналады. Модуляцияның арқасында тасымалдаушының параметрлерінің бірі код анықтаған заң бойыншаөзгереді. Модуляция түрлерін қарастырғанда сигнал мен тасымалдаушының сипатын, сигналдардың түрлерін және ақпараттың параметрлерінің түрлерін пайдаланған жөн. Мысалы, сигналдардың сипаты детерминдік үрдіс, кездейсоқ стационарлық үрдіс, кездейсоқ стационарлық емес үрдіс болса, үзіліссіз (аналогтық) және үзілісті (дискретті) сигнал түрлері және ақпараттық параметрлер: амплитуда, жиілік, фаза, форма, ұзақтыө, период және т.б. Көпшілік жғдайда сигнал кездейсоқ деп қарастырылады. Ақпарат берілісінде цифрлық форма қолданылатын болғандықтан модуляциялаушы сигналдардың кездейсоқ стационарлық және стационарлық емес дискретті тізбектері қарастырылады. Бұл жерде тасымалдаушы ретінде детерминдік үзіліссіз сигнал қолданылады. Ең қарапайым модуляция түрі әрі ақпарат тасымалдаушының параметрлерін өзгерту тәсілінің бірі амплитудалық модуляция болып есептеледі. Амплитудалық модуляция кезінде тербелістің жиілігі мен алғашқы фазасы өзгермейді, ал амплитуда сы жіберілетін хабарламаның заңына сәйкес өзгереді. Сондықтан бұл жағдайда (3.1) формуласын келесі түрде өзгертіп жазуға болады: f(t) = A(t) cos(ω 0 t + φ 0 ), мұндағы φ 0 , ω 0 – тұрақты шамалар, ал A(t) – жіберілетін хабарламаның түрімен анықталатын функция. жүктеу/скачать 211,72 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|