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Modulazione Modulazione di fattore in banda base1) Modulazione di fattore in banda base : Si articola nelle due seguenti fasi : a) si sostituisce la sequenza x(n) veicolata da un segnale entrante x(t) con una sequenza di livelli ottenendo il segnale squadrato elaborato b) Si sostituisce la forma rettangolare normalizzata Õ(t) con una funzione di energia y(t) ottenendo il segnale elaborato Le condizioni affinché l´elaborazione sia reversibile sono : 1) deve essere reversibile la relazione che lega x(n) alla sequenza dei livelli a(n) 2) le forme traslate
2) Forme di base : Debbono avere energia unitaria così come la funzione Õ(t) da cui si è partiti, inoltre la condizione di ortogonalità
3) Forma di base a banda minima : La condizione 4) Forme di base a durata limitata : Si tratta di funzioni f(t) con andamento qualsiasi ma che rispettano la condizione Tf £ T , ciò implica che le forme traslate non si vengono mai a sovrapporre e quindi il criterio di Nyquist sulla autocorrelazione è soddisfatto banalmente tuttavia ciò si paga in termini di banda occupata la quale tende ad infinito ed è solo praticamente limitata ma con ffM>>2f0. Tipici esempi di forme di base a durata limitata sono la forma rettangolare piena (…occupa tutto T) , la rettangolare compressa (…TL < T ) , la triangolare piena e l´impulso a coseno rialzato, esse si differenziano per le proprietà di continuità e che la rettangolare piena genera un segnale NRZ mentre le altre un segnale RZ .
5) Schema di principio di un modulatore di fattore : Il segnale d´ingresso x(t) passa attraverso un preelaboratore di modulazione Pm che produce il segnale squadrato elaborato aÕ(t) il quale viene inviato ad un formatore F che muta ogni forma squadrata nella corrispondente forma di base dando luogo al segnale elaborato b(t) . In tale schema si osserva che il preelaboratore di modulazione svolge esclusivamente compiti logici mentre il formatore assolve compiti fisici.
6) Schema di principio di un demodulatore di fattore : Il segnale elaborato in banda base b(t) passa attraverso un demodulatore in banda base Dbb che estrae il segnale squadrato elaborato aÕ(t) , successivamente un postelaboratore di modulazione
7) Realizzazione di un preelaboratore di modulazione numerica in banda base : Viene anche detto codificatore di modulazione, il segnale squadrato xP(t) viene inviato ad un codificatore preliminare Cp che genera una sequenza y(n) con determinate proprietà ed un tempo di bit diverso , essa passa poi per un codificatore M-nario che associa ad ogni b bit consecutivi un simbolo di un alfabeto {zq} di M = 2b elementi mutando la cardinalità della sequenza in uscita zq(n), si ha poi una interfaccia di livello che genera in uscita il segnale squadrato elaborato aPq(t).
8) Realizzazione di un preelaboratore di modulazione analogica in banda base : Il segnale d´ingresso x(t) passa attraverso un elaboratore preliminare con funzione di trasferimento Hr(f) , il segnale y(t) così ottenuto viene amplificato e successivamente passa per un formatore di segnale squadrato . Utilizzando la forma di base a banda normale, lo schema si semplifica notevolmente in quanto il formatore richiesto è l´irrealizzabile quadripolo complementare al formatore di segnale squadrato che quindi si elide con lo stesso presente nel preelaboratore analogico particolare. Fondamenti di modulazione armonica lineare
9) Modulazione di fattore con portanti armoniche in quadratura : Si articola nelle seguenti quattro fasi : a) a partire dalla sequenza x(n) tramite una trasformazione reversibile si generano 2 sequenze di livelli ac(n) ed as(n) dalle quali si ottengono i segnali squadrati elaborati b) da ogni segnale squadrato elaborato si genera il corrispondente segnale elaborato c) ogni segnale elaborato viene moltiplicato per la rispettiva portante armonica in quadratura d) si sommano i segnali modulati a prodotto ottenendo
10) Forme ausiliarie : Il segnale in banda traslata può essere posto nella forma
11) Forme ausiliarie a banda limitata : Sono ottenute a partire da forme di base y(t) con frequenza massima fyM , la reversibilità è garantita se la frequenza della portante è
12) Forme ausiliarie a durata limitata : Sono ottenute a partire da forme di base a durata limitata entro T , l´ortogonalità e quindi la reversibilità si ha se la frequenza portante è Per esse l´ortogonalità è garantita a patto che
13) Schema di principio di modulatore armonico lineare :
14) Schema di principio di demodulatore armonico lineare coerente :
15) Schema complementare di demodulatore armonico lineare coerente : In sostanza è il demodulatore armonico lineare coerente nel quale a valle del distributore viene inserito per ogni canale un moltiplicatore a prodotto nel quale ciascuno dei due segnali batte col doppio della corrispondente portante armonica ed i segnali che se ne ottengono vengono successivamente filtrati tramite dei filtri passa basso.
16) Preelaboratore numerico di modulazione armonica lineare :
17) Preelaboratore analogico di modulazione armonica lineare : Il segnale d´ingresso x(t) viene inviato ad un elaboratore preliminare analogico con funzione di trasferimento Hp(f) , il segnale y(t) viene inviato uguale tramite un distributore a due blocchi che eseguono in maniera diversa tra loro l´elaborazione lineare con memoria. Modulazioni armoniche particolari18) Schemi di principio di mo-demodulatori armonici particolari : L´inviluppo complesso di un segnale a modulazione armonica lineare può essere espresso nelle forme
19) Modulazione di ampiezza istantanea : Ponendo bs(t) = 0 si ottiene il segnale modulato in ampiezza La modulazione si ottiene tramite un moltiplicatore a prodotto che fa sbattere il segnale d´ingresso b(t) con la portante in fase cc(t) mentre nel demodulatore il segnale modulato sa(t) batte con il doppio della portante in fase cc(t).
20) Modulazione di Armstrong : Ponendo bs(t) = b(t) e bc(t) = Ac= costante , si ottiene il segnale modulato Si ottiene pertanto una modulazione ad inviluppo costante e fase proporzionale al segnale in banda base b(t).
21) Modulazione di inviluppo : Ponendo j(t) = 0 si ottiene che bs(t) = b(t) > 0 ne segue che il segnale modulato è Fondamenti di modulazione armonica non lineare22) Modulazione armonica non lineare : Per semplicità si tratta di una modulazione armonica particolare in cui l´informazione è associata o alla fase istantanea o all´inviluppo, tali realizzazioni si possono ottenere mediante elaborazioni non lineari sui processi in banda base bc(t), bs(t).
23) Modulazione di fase e di frequenza : L´analisi può essere svolta in banda base e facendo riferimento alla sola fase j(t) della inviluppo complesso, il modulatore è costituito da un blocco Hj(f) che esegue una trasformazione lineare preliminare che restituisce bj(t) a partire da b(t) e da un amplificatore Kj alla cui uscita abbiamo j(t). Essendo Quando invece è la variazione di frequenza ad essere proporzionale al segnale b(t) cioè
24) Schema di principio di mo-demodulatori d´angolo :
25) Modulazione di angolo linearizzata : Il modulatore di fase può essere realizzato semplicemente riducendo la dinamica della fase istantanea tramite la condizione
26) Modulatori a comando diretto di angolo : Si può ottenere un modulatore di fase inserendo all´uscita di un oscillatore quarzato un dispositivo in cui la fase del segnale d´uscita è funzione del segnale b(t) si ha cioè Un modulatore di frequenza può essere invece ottenuto mediante un VCO nel quale il valore di un componente, nel circuito di retroazione che determina la frequenza, è funzione del segnale b(t) , si ottiene
27) Demodulazione coerente di fase :
28) Demodulatore di frequenza con anello ad aggancio di fase :
29) Demodulatore di frequenza non coerente : Derivando un segnale modulato d´angolo ad inviluppo costante si ottiene che l´informazione risulta essere associata anche all´inviluppo e pertanto inserendo un rivelatore di inviluppo ed un opportuno filtro passa banda si ottiene in uscita il segnale in banda base b(t). Il circuito così realizzato è chiamato discriminatore di frequenza.
30) Intensità del segnale in banda traslata : Quando si voglia associare l´informazione soltanto all´inviluppo ma si disponga di una portante incoerente come un LED o un LASER, considerazioni pratiche spingono ad associare l´informazione all´intensità
31) Modulatori diretti di intensità con portante incoerente : Sono basati sulla osservazione che a frequenza elevatissima l´intensità I(t) viene a coincidere con la potenza media del segnale modulato in un intervallo
32) Demodulatori diretti di intensità con portante incoerente : Si utilizza un rivelatore quadratico non coerente capace di fornire una grandezza d´uscita |