Формирование канальных сигналов на основе фазоимпульсной модуляции.

При фазоимпульсной модуляции (ФИМ) сдвиг импульсов ПППИ относительно тактовых точек изменяется по закону первичного (модулирующего) сигнала c(t). Существует не­сколько разновидностей ФИМ, в частности фазоимпульсная моду­ляция первого рода (ФИМ-1), при которой временной сдвиг импульсов ПППИ пропорционален значению модулирующего сигнала в момент появления импульса ПППИ, и фазоимпульсная модуляция второго рода (ФИМ-2), при которой временной сдвиг импульсов ПППИ пропорционален значениям модулирующего напряжения в тактовых точках. Обычно применяется ФИМ-2 (рис. 9). При отри­цательных значениях модулирующего сигнала импульсы ПППИ смещаются влево, при положительных - вправо.

Для определения спектрального состава ФИМ сигнала предпо­ложим, что модулирующий сигнал описывается выражением (4). При этом величина временного сдвига /с-го импульса относительно тактовой точки определяется формулой -коэффициент глубины модуляции. Обозначим максимальный вре­менной сдвиг . Текущая фаза модулированной по фазе ПППИ определяется величиной итактовой частотой

(30)

где - индекс модуляции. Мгновенная частота сле­дования импульсов будет равна

(31)

При подстановке в формулу (3) вместо значения из (30) и вместо - величины , получим выражение для канального ФИМ сигнала:

(32)

где q - скважность ПППИ; ,

- значения функций Бесселя р-го порядка от аргумента .

Как следует из формулы (32), спектральный состав канального ФИМ сигнала s(t) включает в себя:

постоянную составляющую с амплитудой

(33)

исходный (модулирующий) сигнал с амплитудой

(34)

гармоники тактовой частоты ПППИ (частоты дискретизации ), амплитуды которых равны

(35)

нижние и верхние боковые частоты [четвертое слагаемое (33)] вида с амплитудами

(36)

если модулирующий сигнал занимает полосу частот , то нижняя боковая полоса частот около первой гармоники частоты дис­кретизации попадает в полосу частот исходного сигнала [см. (26)].

Как следует из выражения (34) величина амплитуды исходного сигнала в спектре ФИМ сигнала прямо пропорциональна частоте исходного сигнала, что затрудняет демодуляцию ФИМ с помощью фильтра нижних частот, затухание которого в полосе эффективного пропускания должно изменяться по определенному закону, обеспе­чивающему безыскаженное восстановление исходного сигнала (реализация такого фильтра вызывает технические трудности).

В спектре ФИМ сигнала амплитуды исходного сигнала значи­тельно (на два-три порядка) меньше, чем при АИМ или ШИМ. По­этому в СП с ВРК на основе фазоимпульсной модуляции принятый канальный сигнал s(t) преобразуют в последовательность импульсов с АИМ или ШИМ, из которой при помощи обычного фильтра нижних частот выделяют исходный сигнал. Преобразование ФИМ в ШИМ сопровождается меньшими искажениями по сравнению с преобразованием ФИМ в АИМ. Кроме того, при преобразовании ФИМ в ШИМ демодулятор оказывается несколько более устойчи­вым по отношению к внешним импульсным помехам. Поэтому на практике чаще применяется демодуляция ФИМ предварительным преобразованием ее в ШИМ.

Для устранения вредного воздействия помех в приемных устрой­ствах систем передачи с ФИМ (как и с ШИМ) применяются ограни­чители амплитуд.

Фазоимпульсная модуляция широко применяется в радиотелеметрических системах высокой точности и несколько меньше в многоканальных системах радиосвязи.