Виды модуляции и применение в каналах, включая каналы ВЧ связи по ЛЭП

ЛЕКЦИЯ № 3-ПЭот 8.10.2014 г. (22.10.2014 г.)

1.Модуляция: виды и применение в каналах, включая каналы ВЧ связи по ЛЭП.

Демодуляция

Канал ВЧ связи по ЛЭП

Модуляция

Модуляцией называется изменение во времени одного или нескольких параметров ВЧ колебания в соответствии с законом изменения передаваемого НЧ сообщения.

Ранее отмечено, что передача по радиоканалу первичного НЧ сигнала без его переносчика-ВЧ колебания- практически невозможна, поэтому требуется за счет модуляции этот НЧ сигнал заинформировать в ВЧ колебание. Это обусловлено тем, что антенны эффективно излучают при их геометрических размерах, соизмеримых с длиной волны ЭМ колебания.

Это легко показать на примере простейшего излучателя Герца -отрезка линейного проводника длиной ℓ, подключенного в его середине к источнику ВЧ напряжения ε(t) с частотой f (рисунок 1)

Из теории антенн известно, что его полнаяполная мощность, излученная в пространство и усредненная по периоду волны, равна:

Р = μ_о∙ ℓ² (2 πf I_о)² /12πс, (1)

гдеI_о – ток, протекающий через малый участок провода и создающий излучение;

с = 2,99792458 ·10⁸ м/c- скорость света (ЭМ волны) в вакууме;μ_о= 4π· 10 ^-7= 1,25663706144 · 10 ^-6 Гн/м – магнитная постоянная.

При этом элементарный расчет показывает, что использовать для радиосвязи НЧ колебания с частотами

f = 20 Гц…20 кГц [ λ = с / f = 300000(км/с) / 20 … 20000 (Гц) = 15000…15 (км) ]

практически невозможно, так как в этом случае потребовались бы излучаю-щие антенны с невообразимо большими размерами, определяемыми эффек-тивно требуемой половиной длины ЭМ волны, и равными (15000…15) ׃ 2 (км), т.е. от 7500 до 7,5 км.

Теперь нетрудно подсчитать, что при реальной длине упомянутого излу-чателя, называемого простейшим полуволновым вибратором, равной ℓ= 10м и токе в нем I_о =1 А на низкой частоте 100 Гц по вышеприведенной формуле получим ничтожную величину излучения Р=10 нВт.

Поэтому для передачи-приема сигналов используют радиоволны высокой частоты, один из параметров которых (амплитуда, частота или фаза) изменяется в соответствии с передаваемым НЧ сообщением. Этот процесс преобразования колебаний двух различных частоти осуществляет указанная модуляция.

Рисунок 1. Полуволновый излучатель (вибратор Герца)

Виды модуляции и применение в каналах, включая каналы ВЧ связи по ЛЭП

Как указывалось модуляция -это процесс изменения одного из параметров ВЧ колебания (амплитуды, частоты или фазы) в соответствии с законом изменения передаваемой НЧ информации, что и обусловило три основных вида модуляции – амплитудную (АМ), частотную (ЧМ) и фазовую (ФМ).

В результате модуляции получаются модулированные колебания, излу-чаемые в виде ВЧ модулированных волн, которые в приемнике с помощью обратного процесса (демодуляции) снова преобразуются в НЧ переда­ваемые сигналы.

Дата добавления: 2015-07-07