Modulația Semnalelor

Pentru a comunica între 2 calculatoare situate la distanta printr-o linie telefonica care suporta semnale analogice este nevoie de un dispozitiv numit modem. Modemul accepta date seriale digitale la intrare si le MODuleaza (în amplitudine, frecventa, faza etc.) pentru a le transmite prin mediul analogic si asigura procesul invers de DEModulare a semnalului analogic pentru a fi transformat în semnal digital serial.

Modemurile s-au dezvoltat initial pentru a lega statii de un calculator principal, dar acum modemurile leaga sisteme de calcul si transfera informatii variate: voce, imagini, faxuri, date. Viteza modemurilor este în continua crestere, astfel s-a ajuns la 56Kbps pe linia telefonica comutata si uzual se pot obtine canale de 128Kbps pe linia ISDN, dar si viteze mult mai mari pe linii închiriate (2Mbps) sau prin fibra optica. Telefonia celulara care se raspândeste continuu a început în ultimii ani sa utilizeze transferul de date, asa încât au aparut modemurile GSM. Pentru marirea vitezei de transfer a datelor apar noi tipuri de modulatii si algoritmi de comprimare iar pentru verificarea corectitudinii transferului apar metode noi de corectare a erorilor.

Rezoluţia în distanţă a unui sistem radar sau sonar este invers proporţională cu banda de frecvenţă a impusului de sondaj, dacă sistemul utilizează compresia impulsului. Mărirea benzii impusului de sondaj se realizează prin modulaţia suplimentară, unul dintre cele mai utilizate semnale de sondaj în sistemele radar sau sonar cu compresie fiind impulsul radio modulat liniar în frecvenţă.

Anvelopa răspunsului filtrului de compresie la semnalul util, proporţională cu anvelopa funcţiei de autocorelaţie a semnalului de sondaj, prezintă o serie de lobi secundari care pot produce interferenţe cu răspunsul la semnalele ecou vecine sau neunivocităţi în estimarea distanţei. Reducerea acestora cu cel puţin 40 dB se realizează printr-o filtrare ponderată în domeniul frecvenţă, suplimentară filtrării adaptate a semnalui, care introduce pierderi de prelucrare şi înrăutăţeşte rezoluţia în distanţă . Unul din procedeele utilizate pentru reducerea directă a lobilor secundari la ieşirea filtrului de compresie, fără a mai fi nevoie de filtrare ponderată, este modulaţia neliniară de frecvenţă a impulsului de sondaj. Obiectivul acestui referat este de a prezenta rezultatele obţinute prin sinteza unor legi neliniare de modulaţie a frecvenţei, utilizând metoda fazei staţionare. Analiza impulsurilor radio modulate neliniar în frecvenţă, după legile sintetizate, se va efectua cu ajutorul funcţiei de autocorelaţie iar în prezenţa efectului Doppler, cu ajutorul funcţiei de incertitidine a semnalului.

MODULAŢIA SEMNALELOR

1. Introducere. Clasificări

Modulaţia semnalelor a apărut din necesitatea transmiterii la distanţă a informaţiei, ca de exemplu sunete sau imagini.

Transmiterea simultană a mai multor semnale pe acelaşi canal fizic de telecomunicaţii este posibilă prin utilizarea tehnicilor de multiplexare în frecvenţă sau în timp a semnalelor.

În procesul de modulaţie intervin următoarele semnale:

- semnalul xm(t) care conţine informaţia (mesajul), denumit şi semnal modulator;

- semnalul p(t) asupra căruia se transferă informaţia, denumit şi semnal purtător;

- semnalul xM(t) rezultă prin acţiunea semnalului modulator asupra purtătorului, denumit semnal modulat.

Modulaţia constă în modificarea unui parametru al purtătorului p(t) de către semnalul modulator xm(t) ce urmează a fi transmis.

După natura semnalului purtător, p(t), putem avea:

- modulaţie cu purtător sinusoidal

- modulaţie cu purtător de impulsuri

La recepţie mesajul este extras din semnalul modulat printr-un proces denumit demodulare.

În cazul modulaţiei cu purtător sinusoidal semnalul purtător are expresia:

unde A0 – amplitudinea purtătorului nemodulat

Ω0 – frecvenţa unghiulară a semnalului purtător

Ф0 – faza iniţială a semnalului purtător

Fiecare din aceşti trei parametri se poate modifica în funcţie de semnalul de modulaţie, obţinându-se următoarele tipuri de modulaţie:

- modulaţia de amplitudine (MA);

- modulaţia de frecvenţă (MF);

- modulaţia de fază (MP).

2. IMPULSUL ŞI MODULAŢIA IMPULSURILOR ÎN COD

2.1 Revederea conceptelor de bază

Datele experimentale şi funcţiile matematice sunt frecvent reprezentate ca şi funcţii continue chiar în condiţiile în care se utilizează pentru trasarea graficelor un număr finit de puncte discrete. Dacă aceste puncte discrete sau eşantioane sunt suficient de apropiate se poate trasa curba prin aceste puncte iar valorile intermediare se obţin prin interpolare cu un grad rezonabil de acurateţe.

Se poate afirma că funcţia continuă este adecvat descrisă de punctele-eşantioanele discrete.

Într-o manieră similară un semnal electric, satisfăcînd anumite cerinţe, poate fi refăcut în întregime dintr-un set de eşantioane instantanee. În acest fel este posibilă transmiterea numai a valorilor eşantioanelor în locul transmiterii semnalului întregime, teoria eşantionării precizînd în mod precis condiţiile necesare. Tehnica descrisă mai sus se numeşte modulaţia impulsurilor.