Сигналы с квадратурной бинарной манипуляцией

На рис.4.18 изображена структура модулятора и демодулятора сигналов с квадратурной бинарной манипуляцией (КБМн).

При квадратурной бинарной манипуляции входной поток биполярных импульсов {сІк} = сІ,с11,сІ2>... рзделяется на два потока {с1к}х и {с1к}2, со- ТОЯЩИХ ИЗ четных {(Ік}1=(І0,СІ2,<}4,СІ6,... и нечетных {(Ік}2=(І1,<І3,<І5,(І1,... импульсов Потоки {с1к} и {*4}2 подаются соответственно на верхнее и нижнее плечо модулятора. С целью увеличения энергии сигналов в каждом плече их длительность увеличивается в два раза. В верхнем канале модулятора устанавливается линия задержки на время Т, равное длительности символов й?{. На выходе плеч модулятора сигналы суммируются.

а - потоки данных в модуляторе, б - модулятор, е - демо- улятор сигналов с квадратурной бинарной манипуляцией

Рис.4.18, а - потоки данных в модуляторе, б - модулятор, е - демо- улятор сигналов с квадратурной бинарной манипуляцией: Л - ключи, ЛЗ - линия задержки, Ф - фильтры, У - удвоитель длительности импульса

На рис.4.19 показаны сигналы на выходе демодулятора. Они изображены на временной и сигнальной плоскостях. Как видно из рис.4.19 сигнал на выходе модулятора оказывается со скачками фазы. Установленная в верхнем плече линия задержки позволяет выровнять запаздывание потоков четных и нечетных импульсов в плечах модулятора. Поэтому скачки фазы сигнала на выходе модулятора проис-ходят в моменты времени, равные (2п + )Т, где п = 0,1,2,.... Это приводит к тому, что полоса частот сигнала на выходе модулятора оказывается в два раза меньшей, чем полоса частот сигналов на его входе (длительность импульсов входных сигналов равна Т).

Сигнал на выходе квадратурного модулятора

Рис.4.19. Сигнал на выходе квадратурного модулятора: а - сигнал на временной плоскости, б - расположение векторов выходного сигнала на сигнальной плоскости

Из-за инерционности плечей модулятора скачки фазы выходного сигнала могут вызвать интерференцию соседних посылок, что приводит к паразитной амплитудной модуляции (ПАМ) и создает боковые максимумы в его спектре. Боковые максимумы спектра представляют собой помехи для соседних систем связи, поэтому крайне не желательны.

Демодулятор сигналов с квадратурной бинарной манипуляцией представляет собой двухканальное устройство, состоящее из двух корреляторов. Интегрирование сигнала в каждом из плеч демодулятора осуществляется за время равное 2 Т. Для устранения введенной в модуляторе относительной задержки сигналов четного и нечетного потоков в демодуляторе устанавливается аналогичная линия задержки в канал приема нечетного потока сигналов. Считывание информации с выхода интеграторов каждого канала производится через интервал времени, равный 2 Т.

С целью ослабления частотных боковых максимумов используют манипулированные сигналы с минимальным частотным сдвигом (рис.4.20). В этом случае сформированный поток {с1к}{ умножается на весовые коэффициенты со8(/г//2Г), а составляющие потока {с1к}2 - на 8т(/г?/2Г). Затем

напряжение на выходе верхнего плеча модулятора вычитается из напряжения на выходе нижнего плеча (рис.4.20,б). В итоге напряжение на выходе оказывается без скачков фазы.

Подводя итоги всему изложенному в этом разделе, можно сделать вывод: достоинством систем с квадратурной бинарной манипуляцией является то, что они занимают меньшую полосу частот, чем бинарные системы ФМн и ЧМн при тех же скоростях передачи. Это объясняется тем, что на одной несущей частоте /0 передача информации осуществляется двумя ортогональными каналами. При этом длительность импульсных посылок оказывается в два раза больше, поэтому полоса частот, занимаемая системой, требуется меньшей. Кроме того, поскольку при передаче биполярных импульсов сіі длительность их увеличивается в два раза (что равносильно увеличению энергии сигнала так же в два раза), то надежность передачи информации с использованием КБМн возрастает по сравнению с обычной системой бинарной ФМн.

Квадратурный модулятор с минимальным частотным сдвигом

Рис.4.20. Квадратурный модулятор с минимальным частотным сдвигом: а - эпюры напряжений, б - функциональная схема

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >