5.1 Общие сведения о модуляции

Электрические сигналы, несущие информацию о человеческой речи, видимом изображении (и так далее), имеют такой спектральный состав, который затрудняет их непосредственное использование в радиосвязи. Во-первых, для эффективного излучения и приема колебаний с таким спектром понадобились бы антенны очень больших размеров. Во-вторых, поскольку сигналы от одного типа источников имеют приблизительно одинаковый спектр, то при одновременном излучении сигналов одинакового спектрального состава от нескольких источников на приемном конце будет невозможно выделить сигнал от интересующего источника. Ситуация в радиоэфире в этом случае будет напоминать галдеж на рыночной площади в базарный день.

Лучшие характеристики при распространении радиоволн имеют колебания с более высокой частотой. Эти колебания и используют для переноса информации (их и называют несущими колебаниями). Однако само несущее колебание является периодическим и новой информации получателю не доставляет. Для того, чтобы несущее колебание отражало передаваемую информацию, нужно один или несколько параметров несущего колебания связать с передаваемым сообщением. Процесс изменения какого-либо из параметров несущего колебания по закону передаваемого сообщения называется модуляцией.

В качестве несущего колебания наиболее часто используют гармоническое колебание. В зависимости от того, какой из параметров несущего колебания - амплитуда, частота или начальная фаза несущего колебания изменяется по закону передаваемого сообщения, различают виды модуляции, соответственно, амплитудная, частотная или фазовая. Сигнал, получаемый в процессе модуляции, называют модулированным колебанием, или радиосигналом. Если в качестве несущего колебания используют последовательность импульсов, то в результате модуляции изменяют параметры последовательности импульсов: амплитуду, временное положение, длительность импульса. Соответственно, процесс называют амплитудно-импульсной модуляцией, времяимпульсной модуляцией, широтно-импульсной модуляцией. Если в результате модуляции формируют код, соответствующий какому-либо из этих параметров, и представляют его набором импульсов, то такой вид модуляции называют кодово-импульсной.

Для того, чтобы на приемном конце можно было разделить сигналы от разных источников, используют какой-либо отличительный признак несущего колебания. Наиболее часто в качестве такого отличительного признака является частота несущего колебания. В таком случае говорят о частотном разделении сигналов. На приемном конце устанавливается устройство, реагирующее только на сигнал с заранее определенным отличительным признаком. При частотном разделении сигналов в качестве обнаружителя отличительного признака используют частотные фильтры, настроенные на частоту выбранного несущего колебания. На выход такого фильтра проходит сигнал только с выбранной несущей частотой, несмотря на то, что на вход фильтра поступают все сигналы, наведенные в приемной антенне. В технике связи могут быть использованы сигналы и с другими отличительными признаками.

После выбора несущего колебания с выбранным отличительным признаком выделяют информацию, заключенную в модуляции какого-либо из параметров выбранного несущего колебания. На этом этапе обработки принимаемого сигнала выполняют операции, обратные операциям модуляции, выполняемым при передаче сигнала, и данный этап преобразований сигналов называют демодуляцией.