Курс лекций по дисциплине “Методы и устройства формирования радиосигналов” (Лекции 1-34. Назначение дисциплины. Радиосигнал и его характеристики. Основные этапы развития радиотехники. Паразитные излучения в формирователях. Электромагнитная совместимость в формирователях), страница 47

Для осуществления модуляции необходимо изменять во времени один или несколько параметров радиочастотного колебания в соответствии с передаваемым сигналом. В зависимости от того, какой из параметров радиочастотного колебания изменяется, различают амплитудную, частотную, фазовую модуляцию.

При работе передатчика в импульсном режиме для осуществления модуляции изменяется один из параметров импульса. Такая модуляция называется импульсной.

Для передачи телеграфных сигналов изменяют один из параметров радиочастотных колебаний в соответствии с телеграфным кодом. Радиотелеграфную модуляцию называют манипуляцией.

Процессы при модуляции удобнее всего изучать, когда сообщение имеет вид гармонического колебания с частотой  и начальной фазой, равной нулю. Допустим .

Будем считать также, что связь между , где  - значение амплитуды в режиме молчания, т.е. при ;  - коэффициент передачи модулятора. Тогда АМ-колебания можно описать соотношением:

                                (2)

 - коэффициент модуляции.

В соответствии с выражением (2) временная диаграмма АМ-колебания имеет вид, представленный на рис.1

Произведя тригонометрические преобразования выражения (2), получим.

Рис. 1. Временная диаграмма                       Рис. 2. Векторная диаграмма

АМ-колебания.                                                  АМ-колебания.

             (3)

C помощью (3) построим векторную (рис.2) и спектральную (рис.3) диаграммы.

Рис. 3. Спектр АМ-колебаний.

Если модулирующее колебание является сложным и занимает полосу частот от  до , то спектр модулирующего сигнала  содержит несущую составляющую и две боковые полосы шириной , расположенных симметрично относительно несущей. Занимаемая полоса частот .

Для оценки качества воздействия модулирующего сигнала используются следующие характеристики:

1) Коэффициент гармоник:

2) Допустимое отклонение m в заданной полосе модулирующих частот от среднего значения ;

3) Уровень паразитной модуляции (отношение мощности шума  к средней мощности  при m=1);

4) Динамическая модуляционная характеристика.

Динамической модуляционной характеристикой называют зависимость коэффициента модуляции от амплитуды модулирующего напряжения (рис.4.).

Рис. 4. Динамическая модуляционная характеристика.

5) Статическая модуляционная характеристика.

Статической модуляционной характеристикой называют зависимость амплитуды выходного колебания модулируемого каскада от модулирующего фактора. Под этим фактором будем понимать напряжение на клеммах ГВВ, при изменении которого осуществляется модуляция радиочастотного колебания.

Рис. 5. Статистические модуляционные характеристики (аппроксимированные).

В международной классификации излучение с АМ обозначается A3E.

Если огибающая высокочастотного колебания изменяется в соответствии с последовательностью видеоимпульсов, то такая модуляция называется импульсной. ИMK характеризуются длительностью импульса , периодом повторении  и частотой заполнения  импульса.

Рис. 6. Временная диаграмма ИМК.                        Рис. 7. Спектр ИМК.

Отношение  называют скважностью импульса сигнала.

Искажении радиоимпульсов оценивают длительностью  и , а также неравномерностью величины .

Импульсная последовательность имеет линейчатый спектр. Интервал между соседними спектральными составляющими равен частоте повторения . Максимум огибающей спектра соответствует несущей частоте ω, ширина главного лепестка между нулями обратно пропорциональна длительности импульса: .

Рассмотрим особенности однополосной модуляции. Колебание, в котором сохраняется лишь одна из двух боковых полос, а другая боковая полоса и несущая подавляется, называется однополосным.

Однополосный сигнал в сравнении с АМ представляет собой колебания с полностью подавленной одной боковой полосой и полностью подавленной или значительно ослабленной несущей.

Если модулирующий сигнал представляет собой гармоническое колебание с частотой , то аналитическое выражение ОМ сигнала можно записать в виде:

                                  (4)