Н.М. Изюмов, Д.П. Линде - Основы радиотехники (1083412), страница 85
Текст из файла (страница 85)
В отличие от ие на сетке лишь спу я лампы, которая запирается при отрицаие на сетке лишь спустя тельных напряжениях на сетке, транзистор запирается при нулевом напряжекотором вновь появляетнии иа базе. Это определяет необходиок в лампе и возникает йооцессов, происходящи в месть подключения резистора для разоцессов, происходящих в 78 б) пок зы ют о Рада конденсатор не корпусу' показывают, что источнику отпирающего напряжения. сменных имп ов сеточ- ИнеРционность тРанзистоРов затруднает получение очень коротких импульсов.
Глава одиннадцатая ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИИ 11.1. ПОНЯТИЕ О ПРЕОБРАЗОВАНИИ КОЛЕБАНИЙ Риш 11.1. Области использова~ння лампы в ка|честве линейного и нелинейного элемента иаа = (Газ з(п !1! (11.1) В любом радиотехническом устройстве приходится встречаться с преобразованием электрических колебаний. Чтобы использовать высокочастотные колебания для передачи сигналов, необходимо каким-либо образом воздействовать на них, передавая их в виде раздельных посылок определенной длительности либо изменяя их амплитуду, фазу или частоту в соответствии с передаваемым сигналом. При приеме этих колебаний .необходимо на основании изменения одного из параметров высокочастотных колебаний или длительности посылок восстановить передаваемый сигнал. Происходящие при этом процессы изменения формы, частоты или фазы будем а дальнейшем .
называть преобразованием колебаний. Виды преобразований и типовые схемы преобразователей электрическпх колебаний чрезвычайно многочисленны и разнообразны. Мы рассмотрим здесь лишь наиболее важные и распространенные из пих. Все виды преобразований можно разделить на два основных типа: линейные и нелине(Оные, Первые, осуществляемые в линейных цепях, подчиняющихся закону Ома, могут приводить, только к изменениям амплитудных и фазовых соотношений в спектре сложного сигнала. В нелинейных цепях происходят более сложные преобразования, приводящие к изменению самого состава спектра сигнала, т. е.
появлению на выходе таких со. ставляющих, которых не было во входном сигнале. К линейным относятся цепи, параметры которых не зависят от действующих в них токов и напряжений. В нелинейных же цепях изменение токов и напряжений приводят к изменениям их активных и реактивных сопротивлений, вследствие чего напря- 11.2. АМПЛИТУДНАЯ МОДУЛЯЦИЯ Предположим, что нужно передать простой звуковой сигнал одного тона (частоты) и постоянной амплитуды.
Для этого прежде всего необходимо превратить акустичесиие (звуковые) колебания в электрические. Задача эта обычно решается с помощью микрофона. Полученное от микрофона перемен- ження и токи оказываются не пропорциональными один другому, а связанными более сложными зависимостями. Одно и то же устройство часто .может играть роль как линейного, так и нелинейного элемента в зависимости от способа его использования. Например, если использовать лампу на участке АБ ее характеристики, идеализированной в виде ломаной линии (рис.
11.1), то она будет вести себя как линейный элемент. Если же использовать ее на участке ББ, то лампа ведет себя иак нелинейный элемент и с ее помощью можно осуществлять преобразования колебаний. Ознакомимся' сначала с одним нз важнейших видов преобразований высокочастотных колебаний — м о д у л яц и е й. Для передачи звуковых сигналов по радио один из параметров высокочастотных колебаний — амплитуду, частоту или фазу — изменяют в соответствии с ~передаваемым сигналом. Этот процесс называют соответственно амплитудной, частотной нли ф а з оно й модуляцией.
Наиболее проста и распространена амплитудная модуляция. ное напряжение непосредственно или после усиления подают на модулятор. Это напряжение (рис. 11.2, а) подчиняется закону где И вЂ” частота звукового сигнала. 273 (11.8) следует. (!!.2) и, — — сов (го+ а) ! 2 (11.12] Рнс. 11.2. Амплитудно-модулирован- ные колебания: а — модулируюшее напряжение; б — модулированные колебания при т( 1; в — модулированные ко- лебания при т= 1 При амплитудной модуляциии [АМ) амплитуда высокочастотных колебаний должна изменяться в соответствии с этим законом (рис. 11.2,6), т. е.
убывать при отрицательном полу- периоде напряжения сигнала и возрастать,при положительном: и=и,+и„з)па), где У вЂ” мгновенное значение амплитуды высокочастотных колебаний; У, амплитуда высокочастотных колебаний при отсутствии модуляции, т. е. когда звуковой сигнал, воздействующий на мякрофон, не поступает, и У вЂ” мам ксимальное отклонение амплитуды колебаний от значения Уэ при воздействии звукового сигнала на микрофон. Это выражение часто записывают в виде и и = и, (1+ ~ з)п а 1) .
(П,З) й Относительное максимальное изменение амплитуды высокочастотных ко- 274 лебаний называют коэффициентом (глубиной) м о д у л я цм и: и„(иэ = (11.4) Его часто выражают в процентах: У Щ 100% =т или [Я. Амплитуда колебаний У имеет максимальное значение при ып а!=1: Умаве = (1 + лг) Уэ !11.5) мивимальное значение при з!па( — 1: им„= и. (1 — т). (11.6) Из суммы равенств (11.5) н (11.6) получаем 1 и,= — (и„„„,+и . ), 2 (! 1.7) а из разности и„,„, — им„ 2 Уэ Из равенств (11.8) и (11.7) что т= мане мвн (11.9) и„,„, + им„' Очевидно, что наибольший коэффициент модуляции будет в том случае, когда амплитуда колебаний изменяется от Учев=0 до Умэчч=2Ум прн этом, как следует из выражения (11.9), т= =1 (или т=1007э).
График колебаний для этого случая изображен на рис. 11.2, в. Уравнение высокочастотных колебаний, модулированных по амплитуде, можно записать в виде и = У з!им( = Уэ(1+ та!п а!) з!пы(, (11.10) где ю — частота высокочастотных колебаний. Раскрыв скобки, получим п = и, з!п юг+ Уэ т з!п ага)п ю 1. (11.11) Так как э!п а.ып (1=1/2[сов (а — 6)— — соз (а+р)), то уравнение АМ колебаний может быть представлено в виде и,т и = У,ап ю(+ — сов[в — а) !в 2 Следовательно, АМ колебания представляют собой результат сложения трех вйсокочастотных колебаний. Наибольшей амплитудой обладают колеба- иат)2 и,т/2 -1г и, -Ы иг Юг игтг'2 изтг2 иат/2 аг ф Рис. 1~1.3. Составляю иое изображение щие АМ колебаний н нх вектор- 275 ния с частотой м, которую принято называть несущей частотой. Д дру, е составляющие имеют одинако.
ги ве вые амплитуды, не превышающие половины амплитуды колебаний несущей частоты, и частоты, лежащие ниже и выше несущей частоты н отличающиеся от вее на значение, равное частоте ду рующего оигвала. Эти частоты ли принято называть соответственно нижней и верхней боковыми частот а м и. То, что простые АМ колебания соний стоят из трех высокочастотных кол бе постоянными амплитудами, може а- но также показать графически. Колеба-« ния боковых частот создают биения— колебания с несущей частотой и огибающей амплитуд, изменяющейся сразностной частотой 2(), Колебания складываются с колебаниями несущей частоты, имеющими постоянную амплитуду. При нарастании и спадании амплитуды колебаний биений оии сначала увеличивают амплитуду общего суммарного колебания, а при изменении фазы на 180' (это происходит поело перехода амплитуды колебаний биений через нуль) уменьшают амплитуду общего колебания (рис.
11.3, а). Этот процесс можно изобразить также а векторной форме (рис. 11.3,б). Если вектор колебаний несущей частоты в начальный момент времени 1=0 занимает вертикальное положение, то согласно выражению (11.!2), которое можно переписать в виде (га и = Уа з)п ю Г + — з! п ((ю — (2) (в 2 и,т. — 90') + — з!п [(ю+ Й) Г+ 90'), (11.13) вектор колебания нижней боковой ча. стоты изобразится горизонтальным вектором, направленным вправо, а вектор колебаний верхней боковой частотй таким же вектором, направденным влево.
Поскольку вектор колебания верхней боковой частоты вращается против часовой стрелки с частотой ю+И, а вектор колебания несущей частоты совершает такое же движение с частотой м, то вектор колебания верхней боковой частоты будет вращаться относительно последнего против часовой стрелки с угловой скоростью +(г. Вектор же колебания нижней боковой частоты по той же причине будет вращаться относительно вектора колебания несущей частоты с постоянной угловой скоростью †(г, т.
е. по часовой стрелке. По диаграммам на рнс. 11.3 нетрудно проследить, что вектор, равный сумме векторов колебаний боковых частот, в любой момент времени направлен вдоль вектора, колебания несущей частоты, то уменьшая, то увеличивая его длину. Для качественного воспроизведения человеческой речи необходимо передавать полосу звуковых частот от 100 до 3400 Гц, а музыки — от 50 до 10000 Гц. Поэтому при передаче модулированных колебаний происходит излучение колебаний целого спектра высоких частот, границы которого определяются максимальной верхней и минимальной нижней боковыми частотами (о 1 Умань и (в — Ечвча (рис. 11.4). Сле Га ~моиг Га Гиии Га Ге~гмии Готгнане Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
