Телемеханика Фазовая манипуляция
Фазовая манипуляция

Она является частным случаем фазовой модуляции при модулированной функции в виде видеоимпульсов. В случае б) при =±180º в спектре отсутствует несущая (при скважности S=2).

ФМ начала находить широкое применение в системах передачи данных, заменяя частотную манипуляцию при скоростях свыше 1200 бод.

Фазовая манипуляция осуществляется при помощи фазового модулятора, схема которого аналогична схеме кольцевого модулятора, в схеме лишь отсутствует фильтр ПФ и несущая подается на трансформатор Тр1, а на Тр3 поступают передаваемые прямоугольные импульсы положительной и отрицательной и отрицательной полярности. При подаче положительного импульса (+ на т. а.), так разветвляясь, протекает через Д1 и Д2, создает смещение Uсм и U ω свободно проходить через т. в Д1 т.е, Д2 т.ч. При подаче отрицательного видеоимпульса (+ с зажима) б) откроются диоды Д3 и Д4, а Д1 и Д2 закроются, что изменит направление тока, создаваемого несущей на обмотках Тр2. Путь тока в этом случае: зажим в в, диод Д3, зажим е. д. диод Д4 зажим г.При этом ток через обмотки Тр2 течет в противоположном направлении, что означает изменение фазы на 180°.

При детектировании сигнала с фазовой манипуляции применяется фазовой детектор, основанный на так называемом кольцевом преобразовании частоты, схема которого близка к схеме модулятора. На вход поступают импульсы, модулированные по фазе, а на зажимы а и б подается переменный ток местного генератора fг с частотой несущей. На выходе включены конденсаторы. При поступлении на вход сигнала в фазе с местным генератором приемника открываются диоды Д1 и Д2 при положительной полуволне и диоды Д3 и Д4 при отрицательной полуволне. В обоих случаях ток протекает через конденсаторы от зажимов д и е, и на выходе будут сниматься выпрямляться положительные импульсы. При поступлении сигнала с линии в противофазе с местным генератором ток сначала будет протекать через диоды Д3 и Д4 при положительных полуволнах и диоды Д1 и Д2 при отрицательных полуволнах, что вызывает протекание тока от зажима е и д . Соответствующим образом на выходе тока зажима будут снижаться выпрямленные отрицательные импульсы.

Итак, при демодуляции необходим источник когерентного напряжения несущей, т.е. опорного напряжения, находящего в фазе с напряжением немодулированной несущей на передаче. Кроме установки генератора несущей на приеме, как это сделано на рис., применяется так же схема выделения когерентного напряжения из применяемого сигнала. Непосредственно формировать опорное напряжения из сигнала нельзя, т.к. его фаза меняется при манипуляции. Если сигнал выпрямить двух полупериодным выпрямителем, то переменная составляющая выпрямленного тока будет иметь двойную частоту без скачков фазы. После деления частоты полученного напряжения вдвое образуется неманипулированное опорное напряжение, заменяющее напряжение местного генератора.

Фазоразностная манипуляции (ФРМ) - или относительная фазовая модуляция, или манипуляция (ОФМ). Если при фазовой модуляции фаза переносчика изменяется при каждом изменении полярности передаваемых сообщений, то при ФРМ фаза изменяется при передаче каждого элементарного импульса (посылке) только одной полярности. В данном случае изменение фазы происходит при передаче каждого положительного импульса, т.е. единицы.

ФМ по сравнению с АМ имеет преимущества:

  1. возможность обеспечения большей скорости передачи информации в одинаковой полосе частот при одинаковой помехоустойчивости;

  2. меньшая мощность передатчика при той же помехоустойчивости. При флуктационных помехах фазовая модуляция в 2 раза выгоднее частотной и в 4 раза - амплитудной.

Однако из-за нестабильности реальных параметров связи возникает колебание начальной фазы сигнала, поэтому при обычной фазовой манипуляции на приеме при демодуляции приходится устанавливать генератор несущей, с фазой которого сравнивается фаза модулированного колебания. Ограниченная стабильность генераторов на передаче и приеме приводит к возникновению погрешностей в передаче. В то же время канал в пределах нескольких единиц или десятков посылок практически имеет постоянные параметры. Это позволяет выявить на приеме информацию путем сравнения параметров сигнала в двух соседних посылках. Поэтому такая манипуляция называется относительной.