Несущий сигнал это: Несущий сигнал | это… Что такое Несущий сигнал?

Теория радиоволн: аналоговая модуляция / Хабр

Продолжаем серию общеобразовательных статей, под общим названием «Теория радиоволн».
В предыдущих статьях мы познакомились с радиоволнами и антеннами:

• Теория радиоволн: ликбез
• Теория радиоволн: антенны

Давайте ближе познакомимся с модуляцией радиосигнала.

В рамках этой статьи, будет рассмотрена аналоговая модуляция следующих видов:

• Амплитудная модуляция
• Амплитудная модуляция c одной боковой полосой
• Частотная модуляция
• Линейно-частотная модуляция
• Фазовая модуляция
• Дифференциально-фазовая модуляция

Амплитудная модуляция

При амплитудной модуляции, огибающая амплитуд несущего колебания изменяется по закону, совпадающему с законом передаваемого сообщения. Частота и фаза несущего колебания при этом не меняется.

Одним из основных параметров АМ, является коэфициент модуляции(M).
Коэффициент модуляции — это отношение разности между максимальным и минимальным значениями амплитуд модулированного сигнала к сумме этих значений(%).
Проще говоря, этот коэффициент показывает, насколько сильно значение амплитуда несущего колебания в данный момент отклоняется от среднего значения.
При коэффициенте модуляции больше 1, возникает эффект перемодуляции, в результате чего происходит искажение сигнала.

Спектр АМ

Данный спектр свойственен для модулирующего колебания постоянной частоты.

На графике, по оси Х представлена частота, по оси У — амплитуда.
Для АМ, кроме амплитуды основной частоты, находящейся в центре, представлены также значения амплитуд справа и слева от частоты несущей. Это так называемые левая и правая боковые полосы. Они отнесены от частоты несущей на расстояние равное частоте модуляции.
Расстояние от левой до правой боковой полосы называют

ширина спектра.
В нормальном случае, при коэффициенте модуляции <=1, амплитуды боковых полос меньше или равны половине амплитуды несущей.
Полезная информация заключена только в верхней или нижней боковых полосах спектра. Основная спектральная составляющая — несущая, не несет полезной информации. Мощность передатчика при амплитудной модуляции в большей части расходуется на «обогрев воздуха», за счет не информативности самого основного элемента спектра.

Амплитудная модуляция с одной боковой полосой

В связи с неэффективностью классической амплитудной модуляции, была придумана амплитудная модуляция с одной боковой полосой.
Суть ее заключается в удалении из спектра несущей и одной из боковых полос, при этом вся необходимая информация передается по оставшейся боковой полосе.

Но в чистом виде в бытовом радиовещании этот вид не прижился, т.к. в приемнике нужно синтезировать несущую с очень высокой точностью. Используется в аппаратуре уплотнения и любительском радио.

В радиовещании чаще используют АМ с одной боковой полосой и частично подавленной несущей:

При такой модуляции соотношение качество/эффективность наилучшим образом достигается.

Частотная модуляция

Вид аналоговой модуляции, при которой, частота несущей изменяется по закону модулирующего низкочастотного сигнала. Амплитуда при этом остается постоянной.

а) — несущая частота, б) модулирующий сигнал, в) результат модуляции

Наибольшее отклонение частоты от среднего значения, называется девиацией.
В идеальном варианте, девиация должна быть прямо пропорционально амплитуде модулирующего колебания.

Спектр при частотной модуляции выглядит следующим образом:

Состоит из несущей и симметрично отстающей от нее вправо и влево гармоник боковых полос, на частоту кратную частоте модулирующего колебания.

Данный спектр представляет гармоническое колебание. В случае реальной модуляции, спектр имеет более сложные очертания.
Различают широкополосную и узкополосную ЧМ модуляцию.
В широкополосной — спектр частот, значительно превосходит частоту модулирующего сигнала. Применяется в ЧМ радиовещании.
В радиостанциях применяют в основном узкополосную ЧМ модуляцию, требующую более точной настройки приемника и соответственно более защищенную от помех.
Спектры широкополосной и узкополосной ЧМ представлены ниже

Спектр узкополосной ЧМ напоминает амплитудную модуляцию, но если учесть фазу боковых полос, то окажется, что эти волны имеют постоянную амплитуду и переменную частоту, а не постоянную частоту и переменную амплитуду (AM). При широкополосной ЧМ амплитуда несущей может быть очень малой, что обусловливает высокую эффективность ЧМ; это значит, что большая часть передаваемой энергии содержится в боковых частотах, несущих информацию.

Основные преимущества ЧМ, перед АМ — энергоэффективность и помехоустойчивость.

Как разновидность ЧМ, выделяют Линейно-частотную модуляцию.
Суть ее заключается в том, что частота несущего сигнала изменяется по линейному закону.

Практическая значимость линейно-частотно-модулированных (ЛЧМ) сигналов заключается в возможности существенного сжатия сигнала при приеме с увеличением его амплитуды над уровнем помех.
ЛЧМ находят применение в радиолокации.

Фазовая модуляция

В реальности, больше применяют термин фазовая манипуляция, т.к. в основном производят модуляцию дискретных сигналов.

Смысл ФМ таков, что фаза несущей, изменяется скачкообразно, при приходе очередного дискретного сигнала, отличного от предыдущего.

Из спектра можно видеть, почти полное отсутствие несущей, что указывают на высокую энергоэффективность.
Недостаток данной модуляции в том, что ошибка в одном символе, может привести к некорректному приему всех последующих.

Дифференциально-фазовая манипуляция

В случае этой модуляции, фаза меняется не при каждом изменении значения модулирующего импульса, а при изменении разности. В данном примере при приходе каждой «1».

Преимущество этого вида модуляции в том, что в случае возникновения случайной ошибки в одном символе, это не влечет дальнейшую цепочку ошибок.

Стоит отметить, что существуют также фазовые манипуляции такие как квадратурная, где используется изменение фазы в пределах 90 градусов и ФМ более высоких порядков, но их рассмотрение выходит за рамки данной статьи.

PS: хочу еще раз отметить, что цель статей не заменить учебник, а рассказать «на пальцах» об основах радио.
Рассмотрены лишь основные виды модуляций для создания у читателя представления о теме.

Виды модуляции сигналов: частотная, фазовая, амплитудная, видео

Пример HTML-страницы

Содержание

1. Что такое модуляция сигнала?
2. Амплитудная модуляция
3. Частотная модуляция
4. Фазовая модуляция
5. Импульсная модуляция

Модуляцией называют процесс преобразования одной либо нескольких характеристик модулирующего высокочастотного колебания при воздействии управляющего низкочастотного сигнала. В итоге спектр управляющего сигнала перемещается в высокочастотную область, где передача высоких частот является более эффективной.

Модуляция выполняется с целью передачи информации посредством электромагнитного излучения. Передаваемые данные содержатся в управляющем сигнале. А функцию переносчика осуществляет высокочастотное колебание, именуемое несущим. В роли несущего колебания могут быть использованы колебания разнообразной формы: пилообразные, прямоугольные и др., но обычно используют гармонические синусоидальные.

Васильев Дмитрий Петрович

Профессор электротехники СПбГПУ

Задать вопрос

Исходя из того, какая именно характеристика синусоидального колебания изменяется, различают несколько типов модуляции:

Амплитудная модуляция

На вход модулирующего устройства передают модулирующий и опорный сигналы, в результате на выходе имеем смодулированный сигнал. Условием корректного преобразования считается удвоенное значение несущей частоты в сравнении с максимальным значением полосы модулирующего сигнала. Данный тип модуляции достаточно прост в исполнении, но отличается невысокой помехоустойчивостью.

Помехонеустойчивость возникает вследствие узкой полосы модулируемого сигнала. Ее используют в основном в средне- и низкочастотных интервалах электромагнитного спектра.

Частотная модуляция

В результате данного типа модуляции сигнал модулирует частоту опорного сигнала, а не мощность. Поэтому если величина сигнала увеличивается, то, соответственно, растет частота. Ввиду того, что полоса получаемого сигнала намного шире исходной величины сигнала.

Такая модуляция характеризуется высокой помехоустойчивостью, однако для ее применения следует использовать высокочастотный диапазон.

Фазовая модуляция

В процессе данного типа модуляции модулирующий сигнал использует фазу опорного сигнала. При данном типе модулирования получаемый сигнал имеет достаточно широкий спектр, потому что фаза оборачивается на 180 градусов.

Фазовая модуляция активно используется для формирования помехозащищенной связи в микроволновом диапазоне.

Импульсная модуляция

В качестве несущего сигнала могут использоваться незатухающие функции, шумы, последовательность импульсов и пр. Так, при импульсной модуляции в роли несущего сигнала используется последовательность узких импульсов, а в роли модулирующего сигнала выступает дискретный либо аналоговый сигнал. Так как последовательность импульсов характеризуется 4 характеристиками, то различают 4 типа модуляции:

частотно-импульсная

широтно-импульсная

амплитудно-импульсная

фазово-импульсная

 

Сигнал несущей — Сетевая энциклопедия

Автор Editorin Letter CLПоследнее обновление 9 декабря 2020 г.

Определение сигнала несущей в сетевой энциклопедии.

Что такое несущий сигнал?

Несущий сигнал (или несущая волна) представляет собой переменный электромагнитный сигнал с постоянной частотой, на который накладывается информация с помощью некоторой формы модуляции.

Несущий сигнал

Конкретная частота, на которой работает несущий сигнал, называется несущей частотой и измеряется в герцах (Гц).

Модуляция несущего сигнала позволяет интегрировать такую ​​информацию, как голосовой трафик или трафик данных, в несущий сигнал. Таким образом, несущий сигнал «переносит» голос или данные с использованием технологий модуляции.

Тип модуляции, используемый в цифровых системах связи, зависит от того, является ли основной несущий сигнал аналоговым или цифровым. Например, в цифровой радио- или микроволновой связи некоторая форма цифро-аналоговой модуляции, такая как частотная манипуляция (FSK), используется для наложения цифровой (двоичной) информации на аналоговую несущую. С другой стороны, в сети Ethernet используется схема цифро-цифрового кодирования, называемая манчестерским кодированием, чтобы цифровой сигнал мог передавать двоичные единицы и нули.

Несущий сигнал – модуляция

Несущий сигнал также называется несущей волной

Термин несущая волна возник в радио. В системе радиосвязи, такой как радио- или телевещание, информация передается в пространстве с помощью радиоволн. На передающем конце информация в виде сигнала модуляции подается на электронное устройство, называемое передатчиком. В передатчике электронный генератор генерирует синусоидальный переменный ток радиочастоты; это несущая волна.

Большинство радиосистем 20-го века использовали частотную модуляцию (FM) или амплитудную модуляцию (AM) для добавления информации к несущей. Частотный спектр модулированного АМ- или ЧМ-сигнала от радиопередатчика показан выше. Он состоит из сильной составляющей на несущей частоте с модуляцией, содержащейся в узких боковых полосах выше и ниже несущей частоты. Частота радио- или телевизионной станции считается несущей частотой. Однако сама несущая бесполезна для передачи информации, поэтому энергия в несущей составляющей является пустой тратой мощности передатчика. Поэтому во многих современных методах модуляции несущая не передается. Например, при однополосной модуляции (SSB) несущая подавляется (а в некоторых формах SSB устраняется). Несущая должна быть повторно введена в приемник генератором частоты биений (BFO).

Итак, что такое несущая волна?

Это чистая волна постоянной частоты. Сам по себе он не несет много информации, такой как голос или данные. Чтобы включить голос или данные, нам нужно наложить еще одну волну на верхнюю часть несущей: входной сигнал.

Этот процесс наложения входного сигнала на несущую называется модуляцией.

Другими словами, модуляция — это процесс изменения формы несущей волны, чтобы как-то закодировать информацию, которую мы хотим передать, голос или данные.

Любая волна имеет три основных свойства:

• Амплитуда, то есть высота волны;
• Частота — количество волн в единицу времени;
• Фаза, которая представляет собой константу, сообщающую нам значение функции синуса при t=0 и x=0.

Амплитудная модуляция (AM)

Мы можем настроить высоту несущей. Если мы создадим входной сигнал, высота которого зависит от громкости нашего голоса, и добавим его к несущей, то амплитуда несущей изменится в соответствии с поступающим на нее входным сигналом.

Это называется Амплитудная модуляция или AM .

Частотная модуляция (ЧМ)

Предположим, что мы меняем частоту входного сигнала, если бы у нас был этот входной сигнал чистой несущей, мы тем самым меняем частоту несущей волны. Таким образом, мы можем использовать изменения частоты для передачи нашего голоса или данных.

Это называется Частотная модуляция или FM .

Сигнал несущей в сети Ethernet

В сетях Ethernet сигнал несущей играет важную роль в методе управления доступом к среде, который использует Ethernet, а именно в методе множественного доступа с контролем несущей и обнаружением конфликтов (CSMA/CD).

Несущий сигнал (или несущая волна) объясняется в видеоролике

Несущий сигнал и принцип работы модуляции

Последние публикации

ссылка на Программно-определяемые сети (SDN): Будущее сетей?

Программно определяемые сети (SDN): будущее сетей?

Программно-определяемая сеть (SDN) — это подход к архитектуре сети, который отделяет плоскость управления от плоскости данных, обеспечивая централизованное управление всей сетью с помощью программного обеспечения.

Продолжить чтение

ссылка на Разница между портом 80 и портом 443

Разница между портом 80 и портом 443

Порт 80 и порт 443 используются для передачи трафика HTTP и HTTPS соответственно, но они работают на разных уровнях сети стек и использовать разные протоколы.

Продолжить чтение

Несущая волна | электроника | Британика

• Развлечения и поп-культура
• География и путешествия
• Здоровье и медицина
• Образ жизни и социальные вопросы
• Литература
• Философия и религия
• Политика, право и правительство
• Наука
• Спорт и отдых
• Технология
• Изобразительное искусство
• Всемирная история

• В этот день в истории
• Викторины
• Подкасты
• Словарь
• Биографии
• Резюме
• Популярные вопросы
• Обзор недели
• Инфографика
• Демистификация
• Списки
• #WTFact
• Товарищи
• Галереи изображений
• Прожектор
• Форум
• Один хороший факт

• Развлечения и поп-культура
• География и путешествия
• Здоровье и медицина
• Образ жизни и социальные вопросы
• Литература
• Философия и религия
• Политика, право и правительство
• Наука
• Спорт и отдых
• Технология
• Изобразительное искусство
• Всемирная история

• Britannica объясняет
  В этих видеороликах Britannica объясняет различные темы и отвечает на часто задаваемые вопросы.
• Britannica Classics
  Посмотрите эти ретро-видео из архивов Encyclopedia Britannica.
• Demystified Videos
  В Demystified у Britannica есть все ответы на ваши животрепещущие вопросы.
• #WTFact Videos
  В #WTFact Britannica делится некоторыми из самых странных фактов, которые мы можем найти.
• На этот раз в истории
  В этих видеороликах узнайте, что произошло в этом месяце (или любом другом месяце!) в истории.

• Студенческий портал
  Britannica — это главный ресурс для учащихся по ключевым школьным предметам, таким как история, государственное управление, литература и т. д.
• Портал COVID-19
  Хотя этот глобальный кризис в области здравоохранения продолжает развиваться, может быть полезно обратиться к прошлым пандемиям, чтобы лучше понять, как реагировать сегодня.
• 100 женщин
  Britannica празднует столетие Девятнадцатой поправки, выделяя суфражисток и политиков, творящих историю.