Широтно-импульсная и фазо-импульсная модуляция

Одним из простых, но широко распространённых методов формирования ШИМ и ФИМ является получение их из АИМ. Этот процесс поясняется временными диаграммами рис. 18.2. В качестве несущей для АИМ используется периодическая последовательность треугольных импульсов (рис. 18.2, б). Если выходной АИМ сигнал (рис. 18.2, в) пропустить через ограничитель по максимуму с низким порогом ограничения, то на выходе ограничителя получим трапецеидальные импульсы ШИМ (рис. 18.2, г). Крутизна фронтов импульсов зависит от порога ограничения. Если далее из полученного ШИМ сигнала, как и в примере косвенного получения ЧИМ, дифференцированием и ограничением выделить передние фронты, то получим сигнал с ФИМ (рис. 4Д), сдвиг импульсов которого относительно центров треугольных импульсов (рис. 18.2, б) пропорционален модулирующему сигналу.

Рисунок 18.2 – Временные диаграммы, поясняющие преобразование АИМ сигнала в ШИМ и ФИМ:

а) модулирующий сигнал;

б) импульсная несущая;

в) АИМ сигнал;

г) ШИМ сигнал;

д) ФИМ сигнал.

ЛЕКЦИЯ 19: «ФОРМИРОВАНИЕ МАНИПУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ»

19.1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Любая манипуляция (дискретная модуляция) несущей является частным случаем аналоговой модуляции, поэтому все способы и схемы получения аналоговых видов модуляции полностью пригодны и для формирования манипулированных сигналов, если последовательность стандартных элементов дискретного первичного сигнала u _i(t) используется в качестве модулирующей функции. Если u _i(t) – двоичный сигнал, то он может принимать два значения: (-U₀, +U₀) – двухполярный сигнал и (0, +U₀) – однополярный сигнал. В аналоговых модуляторах следует применять двухполярную модулирующую функцию.

Исходя из дискретного характера модулирующей функции и модулированного сигнала, можно осуществить дискретные виды модуляции с лучшим качеством принципиально другим способом: сформировать специальными устройствами (например автогенераторами G₁, …, G_m) дискретные сигналы s₁(t), …, s_m(t) и далее коммутировать их управляемыми ключами в соответствии с последовательностью дискретных элементов u _i(t) (рис. 19.1).

Рисунок 19.1 – Структурная схема устройства для получения дискретно-модулированных сигналов.

Ключевые схемы формирования манипулированных сигналов в настоящее время являются основными, так как позволяют получать с высокой точностью дискретные сигналы s _i(t) с заранее заданными параметрами и свойствами. В качестве ключей применяются диоды, транзисторы, специальные микросхемы. Основное требование к ключам – неискажённая передача s _i(t) со входа на выход и отсутствие прохождения управляющего сигнала u _i(t) на выход, т.е. схема ключа должна быть балансной для u _i(t). Как ключи в настоящее время широко используются двойные балансные (кольцевые) модуляторы.