Bakalářská práce
Modulace signálů a jejich vliv na šířku signálu
Abstrakt
Tato bakalářská práce se zabývá problematikou analogových a digitálních modulací používaných pro přenos signálu přes přenosové kanály. Podrobně rozebírá jak teorii jednotlivých základních modulací a jejich teoretické požadavky na šířku pásma modulovaných signálů, tak teorii vybraných signálů používaných jako modulační signály a jejich vliv na výsledný modulovaný signáli. Dále definuje různá kritéria sloužící k posuzování šířky pásma signálů. V praktické části jsou jednotlivé modulace naimplementovány v profesionálním výpočetním prostředí MATLAB a vytvořeny bloky schémat pro jednotlivé modulace v nádstavbovém prostředí Simulink pro simulování dynamických systémů.
Klíčová slova
Modulační signál, modulovaný signál, nosný signál, amplitudové spektrum, šířka pásma
Abstract
This work is engaged in problems of analog and digital modulations used for transmition signals over transmission channels. Contains detail analyse of theoretical aspects primary modulations and their theoretical requests for bandwidth od modulated signals and theory of selected signals used as modulating signals. Defines criteria applied to examine bandwidth of signals. There are implementations of modulations in practical part. They are implemented in prefessional computing program MATLAB. There are created blocs of schematics for individual modulations in Simulink. Simulink is program simulating dynamical systems.
Key words
Modulating signal, modulated signal, carrier signal, amplitude spectrum, bandwidth
1 Úvod
V dnešní době jednadvacátého století je jedna z nejdůležitějších potřeb člověka získávat informace. Člověk získává informace z různých zdrojů jako například rozlas, televize, tisk, internet a jiných. V této souvislosti vzniká zásadní otázka, jak přenášet informace. Zde se zaměříme na způsoby přenosu informace po metalickém vedení pomocí napětí nebo proudu, vzdušným prostředím pomocí elektromagnetických vln nebo po optických kabelech pomocí světelného toku. Nejběžnějším způsob jak přenášet informace mezí bodem A a bodem B je pomocí amplitudy napětí v závislosti na informaci po metalickém vodiči. Takto lze přenášet pouze jednu informaci v daném čase a to jen na určitou vzdálenost, protože přenosové kanály mají elektrické vlastnosti, které neumožňují přenášet informace na dlouhé vzdálenosti. Z tohoto důvodu se používají signály, které mají na daném přenosovém kanále nejlepší vlastnosti. Tyto signály se vytvářejí v modulátorech, které signály v základním pásmu převádí na signály v přeloženého pásmu.
V druhé kapitole je rozebrána základní teorie signálů a jejich dělení.
Pro posuzování modulací je jeden z nejdůležitějších parametrů šířka pásma modulovaných signálů. Z tohoto vyplývá nutná znalost analýzy signálu ve frekvenční oblasti, o které je pojednáváno ve třeti kapitole.
Ve čtvrté kapitole je rozbor vybraných signálů ve frekvenční oblasti, protože spektrum modulačního signálu má zásadní vliv na tvar a šířku spektra modulovaného signálu.
Pro posuzování modulací se nevyužívá jen šířka pásma ale i další parametry, o kterých je více napsáno v páté kapitole.
Stěžejní část této bakalářské práce je teorie jednotlivých modulací v šesté kapitole. U každé modulace je popsán její princip a její teoretický předpoklad na šířku pásma modulovaného signálu. V praktické části (kapitola 7) jsou jednotlivé modulace naimplementovány v programu MATLAB a odsimulovány. Výsledky simulací jsou srovnány s teoretickými předpoklady shrnutými v šesté kapitole.