Рекомендую почитать статьи на тему отличие модуляции от манипуляции и про спектр действительного сигнала, чтобы больше вникнуть в тему.
Амплитудная модуляция
У двоичной амплитудной модуляции есть два значения амплитуды высокий уровень и низкий уровень в зависимости от того, какую информацию мы передаем 1 или 0. Векторная диаграмма показана ниже, тому значению сигнала, когда у нас высокий уровень будет соответствовать длинный вектор (синий), а низкому уровню короткий вектор (красный).
Начальная фаза равна нулю, вектора лежат на на оси х. Если мы зададим начальную фазу, например 45 градусов, то вектора поднимутся.
Векторы, также направлены в одну сторону. Потому что в амплитудной манипуляции меняется только амплитуда, а начальная фаза не изменилась, векторы отклонились от оси х.
Другой пример, амплитудная модуляция, но 4-х позиционная, когда амплитуда принимает четыре разных значения. Следовательно у нас будет 4 вектора.
4 точки на графике соответствуют четырем разным амплитудам. Эти точки показывают, где заканчивается вектор. По этим точкам можно определить амплитуду, фазу сигнала в конкретный момент времени. Такая векторная диаграмма называется звездной диаграммой или созвездием.
Запишите модулированный сигнал Sam(t) в виде аналитического сигнала и Baseband (сигнала с нулевой несущей)
- D(t) определяет амплитудную модуляцию, закон изменения амплитуды во времени.
- A0 это средняя амплитуда.
- В формуле z(t) выше, мы вместо cos написали мнимую экспоненту. z(t) это аналитический сигнал для амплитудно-модулированного сигнала.
- zв(t) комплексная огибающая, сигнал без несущей.
Фазовая модуляция
При фазовой манипуляции (ФМн) изменяемым параметром является фаза гармонического колебания. На картинке ниже BPSK сигнал.
На картинке выше есть векторная диаграмма, которая представлена в виде точек для двоичной фазовой манипуляции. Здесь амплитуда не меняется, если посмотрим на осциллограмму, то видим, что фаза меняется на 180 градусов.
Синей осциллограмме соответствует синяя точка, а розовой красная точка. Если амплитуда не меняется, то длина радиус вектора тоже не меняется.
Созвездия фаза-манипулированных и КАМ сигналов
- Двоичную фазовую манипуляция, ее мы рассмотрели выше.
- Четверичная фазовая манипуляция QPSK, вектор принимает 4 разных значения. Амплитуда постоянна, меняется только угол.
- Восьмеричная фазовая манипуляция 8PSK, амплитуда постоянная. Расстояние между точками одинаковое. Меняется только фаза, угол между осью х и каждой конкретной точкой.
- Для квадратурно-амплитудных сигналов QAM16, когда изменяется и фаза и амплитуда, получаются более интересные созвездия. Каждую точку мы можем описывать через амплитуду и фазу, но это будет не удобно, а можем описывать через координаты в этой прямоугольной системе координат. Для каждой точки мы имеем две координаты.
Созвездия АФМ сигналов
Здесь, на картинке ниже, изменяется и амплитуда (длина вектора) и фаза (угол между осью х и вектором). Информация кодируется в двух параметрах, амплитуда и фаза.
Если остались вопросы задавайте в комментариях. Спасибо за прочтение статьи. Еще больше тем по радиосвязи в разделе сайта Радиосвязь.
