В технике связи сигнал на большие расстояния передаётся с помощью модуляции (с использованием вспомогательного переносчика), то есть вспомогательного несущего колебания. При модуляции происходит перенос низкочастотного спектра в область высоких частот. Модулированные колебания меньше искажаются в каналах связи, так как они высокочастотные и узкополосные. Модуляция – управление одним или несколькими, параметрами несущего колебания. Существует: Амплитудная Модуляция (АМ), Частотная Модуляция (ЧМ) и Фазовая Модуляция (ФМ).
АМ
ЧМ
ФМ
2.4 Амплитудно-модулированные сигналы.
При АМ амплитуда ВЧ колебания изменяется по закону передаваемого НЧ колебания.
ВЧ колебание:
(1)
(2)
НЧ колебание:
(3)
Учитывая (1) , (2) и (3) Получим
(4)
В формуле (4) - коэффициент глубины модуляции.
Если модулирующий сигнал более сложной формы(не гармоническое колебание).
Огибающая
Огибающая изменяется в соответствии с формой модулирующего сигнала.
Дискретная Амплитудная Модуляция(ДАМ).
Телеграфный сигнал.
2.5 Спектральное и векторное представление АМ.
Спектральное представление:
Полоса частот:
Ширина спектра АМ колебания в 2 раза больше, чем ширина спектра модулирующего колебания.
Векторное представление:
- Фаза колебаний (пройденный путь).
- Угловая скорость изменения фазы.
Принято при изображении модулирующего колебания вектор несущей считать неподвижным, а векторы боковых составляющих строятся из конца вектора несущего.
Модулирующий вектор
Модулированный вектор
Модулированный вектор
;
Вывод: Аналитическое, спектральное и векторное представление АМ сигнала равноценны и полностью его определяют.
2.6 Спектр АМ колебания при модуляции сообщением сложной формы.
Сигнал периодический.
- периодический сигнал.
- модулирующий сигнал.
можно разложить в ряд Фурье.
Количество гармоник по теореме Котельникова:
Основная частота (первая гармоника):
Порциональные коэффициенты глубины модуляции:
Ω
3Ω
Нижняя боковая полоса частот
Верхняя боковая полоса частот
Сигнал непериодический.
- непериодический сигнал ( То есть ).
Спектр непериодического сигнала сплошной, то есть нет спектральных линий.
Верхняя боковая полоса частот
Нижняя боковая полоса частот
2.7 Амплитудная модуляция с подавленной несущей (балансная).
Из смысла модуляции понятно что, информация заложена только в боковые полосы, а несущее колебание информации не несёт.
Оценим выигрыш при подавлении несущей.
(1)
определяет мощность:
Где в формуле (1) Т – период наблюдения.
Из равенства Парсеваля для периодического сигнала:
Средняя мощность на сопротивлении R: Тогда
Суммарная мощность АМ:
2.8 Однополосная Амплитудная Модуляция.
Поскольку боковые полосы несут одну и ту же информацию, возникает желание подавить одну из боковых, что даёт экономию мощности или увеличение мощности боковой. Также уменьшается полоса частот, это положительный момент.
ОБП с подавленной несущей
Полностью подавлять несущие нельзя.
2.9 Получение АМ колебаний.
Модулятор – устройство позволяющее получить модулированное колебание. В результате модуляции появляются новые частоты (при воздействии на НЭ). Среди новых частот есть вредные и полезные частоты. Полезные частоты выделяются с помощью фильтров.
Функциональная схема.
В качестве модулятора используют диод или транзистор.
Форма АМ сигнала с подавленной несущей (балансная модуляция).
НБЧ
ВБЧ
Модулированное Б.М. колебание получается перемножением Н.Ч. сигнала и В.Ч. сигнала.
Принципиальная схема модулятора на транзисторе.
Вид модуляции и вид схемы определяется тем электродом усилительного элемента, на который подаётся модулирующее колебание.
2.10 Выбор режима модулятора для обеспечения неискажённой модуляции.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.