Читайте также: |
|
Простейший модулятор AM колебаний (рисунок 2) представляет собой не-линейный преобразователь на БПТ, к базовой цепи которого подводится мо-дулируемое напряжение uω ВЧ колебанияс частотой ω = 2πƒ (рисунок2 б):
(2) |
В эмиттерную цепь БПТ подается модулирующее колебание uΩ низкой частоты (НЧ) Ω (рисунок 2 а):
(3) |
В модуляторе происходит нелинейное преобразование упомянутых сигналов, в результате чего на его выходе выделяется амплитудно-модулированное (AM) колебание u АМ (рисунок 2 в) высокой частоты (ВЧ), в котором огибающая повторяет закон изменения НЧ колебания uΩ.
uAM = UАМ · соs ω t = Uо соs ω t + 0,5 Uо mсоs ( ω ± Ω) t, (4)
где m = ∆U m / UO - индекс модуляции, показывающий степень отклонения амплитуды напряжения UO ВЧ колебания от ее среднего значения.
Из формулы (4) видно, что АМ колебание состоит из несущего ВЧ колебания с частотой ω и двух боковых НЧ колебаний с амплитудами 0,5 UO и частотами ω ± Ω (см. пример изображенного спектра частот на рисунке 3).
Из выражения (4) и рисунка 8видно,что полоса ∆F, занимаемая АМ коле-банием, равна удвоенной частоте модулирующего НЧ колебания:
∆F = 2Ωмакс (5)
Г)
Рисунок 2. К принципу использования модуляции и демодуляции: слева вверху-схема простейшего модулятора и графики (а, б, в) его работы; слева внизу-простейший детектор и график его работы (г)
Рисунок 3. Пример спектрального состава НЧ модулирующего UΩ, ВЧ модулируемого Uoи амплитудно-модулированного UAM (с амплитудами 0,5 mUо) колебаний
Следует подчеркнуть, что боковые частоты ( ω ± Ω) являются не только результатом математического преобразования, но и существуют реально, так как их можно выделить фильтрами и измерить частотомером.
Полагая модулирующий НЧ сигнал гармоническим, т.е. х(t) = соs Ω t, для общности все три вида модуляции сведем в нижеследующую таблицу.
Вид модуляции | Модулирующий параметр | Модулированные колебания |
АМ | ||
ЧМ | ||
ФМ |
где ; ; – индексы модуляций АМ, ЧМ и ФМ, ∆ω- девиация –отклонение частоты ω от ее среднего значения.
0𝜑=ω0t+ 𝜑0
Рисунок 4. Векторное представление трех видов модуляции
Кроме того, все три вида модуляции удобно объединить геометрически в виде вектора длиной ū, вращающегося с постоянной угловой скоростью ωо вокруг точки «о», где ωо = dφ/dt. Таким образом, меняя длину вектора ū- имеем АМ, меняя частоту ω или фазу φ - имеем ЧМ или ФМ соответственно; все три параметра изменяются по закону низкочастотного модулирующего воздействия х(t) = соs Ω t.
2. Демодуляция (Детектирование)
В радиоприемном устройстве (РПУ) осуществляется обратный модуляции процесс –демодуляция (детектирование), т.е. выделение из АМ колебания полезного НЧ сигнала (огибающей), осуществляемое с помощью диодных или транзисторных детекторов.
Одна из типовых схем детекторов на БПТ показана на рисунке 2 (внизу). Благодаря выбору рабочей точки транзистора на нелинейном участке его передаточной характеристик Iк = f (Uбэ), на коллекторе выделяется положительная полуволна АМ колебания в виде НЧ огибающей с «ВЧ заполнением». Благодаря параллельно включенному в детекторе конденсато-ру С (см. рисунок 2)«ВЧ заполнение» устраняется (шунтируется на корпус), а на выходе детектора остается лишь огибающая АМ колебания с частотой Ω, т.е. полезный НЧ сигнал. Выбор значений R и С детектора производится на основе соотношений:
(10/ ωС) < R ≤ (1/ ΩC) или (10/ ω) < RC ≤(1/ Ω), (6)
где ω- модулируемая ВЧ (или заполнение в АМ колебании); Ω - модулирующая НЧ (или огибающая в АМ сигнале).
Обычно человеческая речь звучит неискаженно при воспроизведении частот Fмакс = 2700 Гц, поэтому полоса пропускания УВЧ до детектора должна быть не менее ∆F ≥ 2 Fмакс = 5400 Гц. В связи с этим, минимальный частотный интервал между радиовещательными станциями в режиме АМ определяется вышеупомянутой полосой и принят равным не менее 9 кГц.
В связи с развитием цифровой техники и перспективами передачи кодированных сообщений по радиоканалу стали широко применяться другие разновидности модуляции с использованием в качестве ВЧ несущего сигнала последовательность импульсов. Соответственно применяются амплитудно-импульсная (АИМ), широтно-импульсная (ШИМ) и кодово-импульсная (КИМ) модуляции.
Дата добавления: 2015-07-07; просмотров: 165 | Нарушение авторских прав
<== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
Виды модуляции и применение в каналах, включая каналы ВЧ связи по ЛЭП | | | Типовая электрическая схема канала ВЧ связи по ЛЭП |