evtiheeva_n_n__izmerenie_yelektricheskih _i_neyelektricheskih (1024282), страница 63

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 63)

9 ) о к а з ы в а ю т с я одинако­вые в ы р а ж е н и я : с у м м а линейной и синусоидальной ф у н к ц и й . Отсюдая с н о , ч т о с и г н а л ы , м о д у л и р о в а н н ы е п о ч а с т о т е и п о ф а з е , и м е ю т близ­кие свойства,ихвременныедиаграммысходны.Частотные спектрыих также близки между собой.Процесс ф а з о в о й м о д у л я ц и и состоит(5.1)наляющийлениизначениеначальнойнениялебания&pkx(t).элементихсовидагенератораначальнойфазыНеобходимостьфазы.начальнойРазностьпередачивоздействии сигналом видаколебаний,Демодуляциямодулированногозначениями(5.2).всинусоидальныхфазпосигналасостоит(5.9)опреде­вопреде­путемфазынсмодулированногоэтихдвухотдельномуколебанийканалусрав­ко­равнаопорногос и г н а л а н а р я д у с о с н о в н ы м с о з д а е т д о п о л н и т е л ь н ы е т р у д н о с т и п р и ис­пользовании ф а з о в о й модуляции.259С п е к т р ы сигналов, м о д у л и р о в а н н ы х по частоте или ф а з е , сложнееспектра амплитудно-модулированного сигнала.

От к а ж д о йгармониких ( ? ) о б р а з у ю т с я не о д н а , а м н о ж е с т в о б о к о в ы х с о с т а в л я ю щ и х в спект­ре сигнала ы ( г ) . Теоретически число их бесконечно, но интенсивностьих б ы с т р о у м е н ь ш а е т с я с р о с т о м н о м е р о в г а р м о н и к М о ж н о с помо­щью п о л о с о в о г о ф и л ь т р а о г р а н и ч и т ь п о л о с у ч а с т о т м о д у л и р о в а н н о г ос и г н а л а п р е д е л а м и от со 0 — тО,Гр до со0 + тО,гр, г д е т — к о э ф ф и ц и ­ент, п р е в ы ш а ю щ и й е д и н и ц у . Ч е м б о л ь ш е з н а ч е н и е т , т е м т о ч н е е мож­но в о с с т а н о в и т ь ф у н к ц и ю х ( г ) при д е м о д у л я ц и и с и г н а л а u(t).О б ы ч н о т р е б у е т с я , ч т о б ы п о л о с а частот к а н а л а с в я з и при ч а с т о т н о йи л и ф а з о в о й м о д у л я ц и и б ы л а в н е с к о л ь к о р а з ш и р е , ч е м п р и ампли­тудной м о д у л я ц и и .

Это приводит к т о м у , что на о д н о й линии удаетсяобразовать меньшее число к а н а л о в , и в конечном итоге т а к и е к а н а л ыэ к о н о м и ч е с к и менее в ы г о д н ы . В д о б а в о к частотные и ф а з о в ы е модуля­т о р ы и д е м о д у л я т о р ы сложнее амплитудных. Т е м не менее применениеэ т и х в и д о в м о д у л я ц и и , в о с о б е н н о с т и ч а с т о т н о й , о п р а в д а н о в т е х слу­ч а я х , к о г д а н у ж н о о б е с п е ч и т ь в ы с о к у ю п о м е х о з а щ и щ е н н о с т ь сигна­л о в П р и о д н о м и т о м ж е с о о т н о ш е н и и у р о в н е й с и г н а л а и п о м е х иска­жения на в ы х о д е д е м о д у л я т о р а при использовании частотной модуля­ции будут во м н о г о раз м е н ь ш е , чем при использовании а м п л и т у д н о й .Э т о м о ж н о п о н я т ь д а ж е и з п р о с т о г о к а ч е с т в е н н о г о р а с с м о т р е н и я диа­г р а м м р и с .

5.2 и 5.6. Н а л о ж е н и е н а с и г н а л , и з о б р а ж е н н ы й н а р и с . 5 . 2 , в ,п о м е х и , с о с т а в л я ю щ е й 10 % от а м п л и т у д ы сигнала, приведет к п о г р е шн о с т и в 10 % при д е м о д у л я ц и и . Н а л о ж е н и е п о м е х и т а к о й же относи­тельной интенсивности на сигнал, изображенный на р и с . 5.6,в, в тойж е м е р е и с к а з и т его а м п л и т у д у . Н о э т о г о р а з д о м е н ь ш е с к а ж е т с я н ар е з у л ь т а т е о п р е д е л е н и я з а к о н а и з м е н е н и я ч а с т о т ы с и г н а л а . А имен­но в э т о м заключается ф у н к ц и я частотного д е м о д у л я т о р а .Импульсныйток(напряжение)используетсявкачественосите­л я и н ф о р м а ц и и п о т е м ж е с о о б р а ж е н и я м , ч т о и с и н у с о и д а л ь н ы е колеба­н и я .

О б ы ч н о д л я э т о г о б е р у т п е р и о д и ч е с к у ю п о с л е д о в а т е л ь н о с т ь им­пульсов п р я м о у г о л ь н о й ф о р м ы , п о к а з а н н у ю н а р и с . 5.8. О н а характе­ризуется следующимипараметрами:а м п л и т у д о й Um0, п е р и о д о м Т 0=или обратной ему величиной — частотой/о1/Т0, д л и т е л ь н о с т ь ю (ши­р и н о й ) и м п у л ь с о в tuQ.называют скважностьюОтношение периода к длительности импульсаимпульсов:До = Го/' и оМодуляцииможетподвергатьсякаждый из названныхпараметров.Индекс 0 соответствует значениям параметров до модуляции.Амплитудно-импульснаяамплитудыимпульсовмодуляцияпо линейному(АИМ)законусостоитвизменениив функции измеряемойвеличины х.

При э т о м б е р у т с я значения х в м о м е н т ы , совпадающие сначалом260каждогоочередногоимпульса.Следовательно, имеетместодискретизацияф у н к ц и и л: ( г )поИILLв р е м е н и : о н а з а м е н я е т с я последо­в а т е л ь н о с т ь ю о р д и н а т Xi, в з я т ы х че­р е з и н т е р в а л Т0. П р и э т о м1Н1 п п п*и0Umi =U+m0kxР и с . 5Я(5.10)fН а р и с . 5 . 9 , а п о к а з а н а ф у н к ц и я х ( ? ) , н а р и с . 5.9,6" — н е с у щ е е им­п у л ь с н о е н а п р я ж е н и е u0(t)и на р и с .

5 . 9 , в— сигнал и ( г ) , полученныйа м п л и т у д н о - и м п у л ь с н о й м о д у л я ц и е й . П е р и о д и м п у л ь с о в Г 0 и длитель­ностьихгиопостоянны. Огибающая амплитуд импульсовповторяетп о ф о р м е к р и в у ю х ( г ) . В о з м о ж е н в а р и а н т м о д у л я ц и и с и з м е н е н и е м по­лярности импульсов в соответствии со з н а к о м( р и с . 5 . 9 , г ) .

Э т о м у ва­р и а н т у с о о т в е т с т в у е т з н а ч е н и е UmQ = 0 в ф о р м у л е ( 5 . 1 0 ) .АИМ м о ж е т в ы п о л н я т ь с я т е м ж е с п о с о б о м , ч т о и а м п л и т у д н а я мо­д у л я ц и я с и н у с о и д а л ь н о г о к о л е б а н и я : п у т е м в о з д е й с т в и я с и г н а л о в ви­да(5.1)н а к о э ф ф и ц и е н т у с и л е н и я у с и л и т е л я п р и подаче н а о с н о в н о йего в х о д и м п у л ь с н о г о к о л е б а н и я и 0 ( ? )Можнодапредставить(см. рис.

5.3,а).( р и с . 5 . 1 0 / г ) : с и г н а л ux{t)и другой способ(5.1) подается на с о п р о т и в л е н и еви­н а г р у з к и i? H ч е р е з к л ю ч К , управ­л я е м ы й и м п у л ь с н ы м н а п р я ж е н и е м и 0 ( г ) • П р и э т о м в е р ш и н ы импуль­сов сигнала и (г)ряютпон а в ы х о д е п о л у ч а ю т с я н е г о р и з о н т а л ь н ы м и , а повто­ф о р м е с о о т в е т с т в у ю щ и е у ч а с т к и ф у н к ц и и х ( ? ) . Н о э т о не­существенное отличие.ДемодуляциятотФНЧветствующиеетможетвыполняться спомощьюф и л ь т р а н и ж н и х час­( р и с .

5 . 1 0 , 6 ) , к о т о р ы й з а д е р ж и в а е т в ы с о к и е ч а с т о т ы , соот­спектрунизкиенесущегочастоты,импульсногосоответствующиеДругой способ демодуляции(рис. 5.10, в)колебания,спектруи пропуска­функцииx(t)состоит в т о м , что к а ж д ы йо ч е р е д н о й и м п у л ь с а м п л и т у д о й Umi п о д а е т с я ч е р е з к л ю ч К н а э л е м е н тп а м я т и ЭП, к о т о р ы й х р а н и т з н а ч е н и е £ /. до п о с т у п л е н и я с л е д у ю щ е г оимпульса. Ключ з а м ы к а е т с я на в р е м я действия импульса. А н а л о г о в ы мэлементом памяти может служить конденсатор с подключенным к немуу с и л и т е л е м п о с т о я н н о г о т о к а .

Н а п р я ж е н и е н а в ы х о д е Э П ^ ы х ( ? ) заме­няет н е п р е р ы в н у ю к р и в у ю х (?) ступенчатой л о м а н о й линией.Теоретическицию д : ( ? )можнооднозначно восстановить непрерывнуюфунк­с о г р а н и ч е н н ы м ч а с т о т н ы м с п е к т р о м по значениям дискрет­н ы х о р д и н а т Х(, е с л и п е р и о д п о в т о р е н и я и хГ<1/2/гр,гДе /•(5.11)— г р а н и ч н а я ч а с т о т а с п е к т р а ф у н к ц и и х (?).261В этом состоит содержание известной т е о р е м ы К о т е л ь н и к о в а . Прак­тически значение Т выбираютляется(5.11),значениямидажеприв д е с я т к и р а з м е н ь ш е , ч е м э т о опреде­э т о м ф у н к ц и я x(t)о р д и н а т Xf н е .

и д е а л ь н оОбъясняетсяэтотем,чтовосстанавливаетсятребуетсложнойциитого, связанопоа с некоторой погрешностью.в о с с т а н о в л е н и е ф у н к ц и и x(t)Котельниковаи, к р о м еточно,математическойпообработкитеоремеинформа­с н е и з б е ж н ы м з а п а з д ы в а н и е м во време­н и . П о с л е д н е е о з н а ч а е т , что в о с с т а н о в л е н н а я н е п р е р ы в н а я ф у н к ц и я по­в т о р я е т п о ф о р м е х (t), н о о т с т а е т о т н е е п о в р е м е н и .262Рис. 5.11ПривосстановлениимируетсяступенчатойТ р а з н и ц а Ахпосхемеломанойрис.

5 . 1 0 , 6линией *а(г)между истинным значением хк р и в а я х (7)(рис.аппрокси­5.11).Завремяи в о с п р о и з в о д и м ы м и зна­чениями * а может достигнуть величиныxх^ max ~г д е х'тахтах^'— м а к с и м а л ь н о е з н а ч е н и е п р о и з в о д н о й ф у н к ц и и х (t).Максимальная приведенная погрешность5 = АхХтахК в - * н ) 'г д е хБ, х н— в е р х н е е и н и ж н е е з н а ч е н и я х;(хв— *H)— д и а п а з о н шка­лы измерений.Следовательно,5xT= Lx /KС5-12)СоотношениесовТ при(5.12)известнойпозволяет выбратьпериод п о в т о р е н и я импуль­максимальной скорости изменения х и заданнойдопустимой погрешности.Дискретизацияфункции х(?)по времени имеетместоприлюбыхвидах импульсной м о д у л я ц и и .Частотно-импульснаятотыцииемимпульсоввмодуляция(ЧИМ)состоитв и з м е н е н и и час­ф у н к ц и и х (t). Но в о т л и ч и е от ч а с т о т н о й м о д у л я ­синусоидальногонесущегоколебания,описываемойвыражени­( 5 .

7 ) , ч а с т о т а з д е с ь н е я в л я е т с я н е п р е р ы в н о й в е л и ч и н о й . К а к пра­в и л о , ЧИМвыполняетсяпостроенный посвязанныйсх, у п р а в л я е тщей функции J p ( f ) ,Ур(0S==аихпутем воздействия на импульсный генератор,схеме рис. 5.12.Входной сигналкрутизной Sвида( 5 . 1 ) , линейновспомогательной развертываю­выдаваемой генератором разверткиГР:St;=а(Г/0+кх).)(5.13)263Фиlt(t)FГРУгс<Изменение Sux(t)Рис.П ф и о д Т определяется време­немнарастания ур (г)(см.

рис.5.13,а) до заданного фиксирован­н о г о п о р о г а уп. М о м е н т р а в е н с т в аиУрУп о б н а р у ж и в а е т с я б л о к о мс р а в н е н и я БС ( с м . р и с . 5 . 1 2 ) , покоманде которого формировательи м п у л ь с о в ФИ в ы д а е т о ч е р е д н о йимпульс в ы х о д н о г о сигнала и (?) нар и с .

Характеристики

Список файлов книги