Главная Об электрических измерениях. Достоинства и недостатки



u{t)

Рис. 5.19


лученное значение напряжения до ввода следующего результата преобразования (рис. 5.20). Напряжение u{t), снимаемое с элемента памяти, представляет собой результат ступенчатой аппроксимации функции x{t) в соответствии с диаграммой рис. 5.11, только аппроксимирующая функция запаздывает относительно x(t) на время, равное периоду сигнала Го.

В несущей импульсной последовательности, изображенной на рис. 5.8, можно смещать импульсы во времени, располагая их не в начале каждого пфиода, а в любой его части (рис. 5.21,6). Смещению импульса во времени т соответствует смещение по фазе. Фазу можно вьфажать в относительных единицах

V = т/Г

или в радианах (по аналогии с начальной фазой синусоидального сигнала)

= 27ГТ/Г.



h п h п п

Изменение т в функции л: по закону т. = То + Лх.

(5.20)

называют фазо-импулы;ной модуляцией (ФИМ).

Поскольку для восстановления значений х. из такого сигнала его надо сравнивать с опорной импульсной последовательностью, показанной на рис. 5.21,а, удобно передавать получателю информации сигнал, полученный суммированием двух упомянутых сигналов (рис. 5.21,в). Именно такой сигнал чаще всего используют при ФИМ. Очевидно, необходимо соблюдать условие

imin иО.

Получить такой сигнал можно из широтно-импульсного сигнала (см. рис. 5.16,6) с помощью дифференцирующего устройства, вьще-ляющего фронты импульсов, и формирователя, вьщающего импульсы длительностью t. При этом значения т- в образуемом сигнале равны значениям t. в исходном. Нужно только, чтобы минимальная длительность исходного сигнала ШИМ была больше ro.

Восстанавливать функцию x(t) на основе сигнала ФИМ можно путем предварительного обратного перехода к сигналу ШИМ с помощью триггера, который переводится в состояние 1 фронтом первого (опорного) импульса и возвращается в состояние О фронтом второго (отсчетного) импульса. Демодуляция же сигнала ШИМ была рассмотрена вьппе.

Модуляция и демодуляция импульсной гюследовательности по частоте, длительности импульсов или их фазе требуют применения более 270



сложных устройств, чем модуляция и демодуляция по амплитуде. Кроме того, ЧИМ, ШИМ и ФИМч;игналы имеют более широкий частотный спектр, чем АИМч;игналы, и потому для их передачи требуется канал связи с более широкой полосой пропускаемых частот. Тем не менее все эти сигналы широко применяются в измерениях, в вычислительной технике и технике связи. Главная причина заключается в том, что по этим сигналам удается достаточно точно восстановить сообшения, несмотря на искажения, вносимые помехами в канале связи и в устройствах тфомежуточной обработки. Вторая причина - возможность использования элементов импульсной техники для построения модуляторов и демодуляторов.

Наконец, сушествует еще одна достаточно серьезная причина. Это - удобство преобразования частоты или временного интервала в цифровую форму. Для зтого используются счетчики импульсов и стабильные генераторы - задатчики фиксированной частоты или фиксированных интервалов времени. Частота преобразуется в число путем подсчета колтества периодов сигнала в течение заданного интервала времени, а временной интервал преобразуется в число путем подсчета количества импульсов стабильного генератора, укладывающихся в этот интервал. Такие цифровые преобразователи заменяют в раде случаев демодуляторы, т. е. обратные преобразователи частоты или временного интервала в катфяжение.

Все описанные выше виды импульсной модуляции основаны на изменении одного из параметров несущей периодической импульсной последовательности, показанной на рис. 5.8. Существует особый вцц сигнала, образуемый комбинированием импульсов. Процесс образования такого сигнала получил название кодово-импульсной модуляции (КИМ). Выполняется она следующим образом. Сначала, как и при всех других видах импульсной модуляции, непрывная функция x(t) подвергается дискретизации по времени с периодом Т, выбираемым таким образом, чтобы на основании набора дискретных ординат х. можно было затем с требуемой точностью восстановить исходную функцию X (t).

В тфостейших случаях пользуются, например, выражением (5.12), относящимся к восстановлению функтши методом ступенчатой аппроксимации (рис. 5.11). Затем каждое значение х. подвергают преобразованию в цифровую форму. Принципы построения таких преобразователей изложены в §2.13. Числа N., соответствующие значениям ординат X., представляют в форме кодовых комбинаций импульсов, т. е. в форме сигналов КИМ.

Удобно применять такие коды, которые составляются из элементов, имеюштгх только по два значения. Их принято обозначать символами О и 1. Тогда при образовании сигнала каждый элемент кода вьфа-жают импульсом, у которого один из параметров принимает два зна-



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 [88] 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114


0.0098