Белов Л.А., Благовещенский М.В., Богачев В.М. и др. Радиопередающие устройства. Под ред. М.В.Благовещенского, Г.М.Уткина (1982) (1095868), страница 66
Текст из файла (страница 66)
е, с манипуляцией параметров сигнала: импульсно-модулироваиные колебания (в технике связи — сигналы. амплитудной телеграфии) и колебания с фазовой манипуляцией или манипуляцией частоты (фазовая или частотная телеграфия). Нередко применяются комбинированные виды модуляции или манипуляции. Выбор вида модуляции в передатчике зависит от требований к радиотехнической системе и условий ее работы и представляет собой сложную задачу, которая может решаться по-разному в зависимости от сэвокупности технических требований. И.Х ХмвмКТЕРИСТИКИ мМППИТУДНО.МОДУПИРОЯмННЫХ СИГИ*НОВ. импупьсиля модуляция Колебания с АМ можно описать выражением (20.3), если фазу гр (О считать постоянной.
Для упрощения примем ф (О =- ф, = О. Пусть передаваемое сообщение з(0 имеет спектр 8(1()) = ~ в(1)е-ш'Ж, (20.5) причем основная доля энергии спектра $ (1а)) сосредоточена в полосе модулирующих частот, которую характеризуют граничными часто. тами (7маа и г)мана. Процессы при модуляции удобнее всего изучать, когда сообщение имеет вид гармонического колебания с частотой П, лежащей в интервале Й „„... Й,„„и начальной фазой, равной нулю: в (О = (7п соз Йб (20, 6) Будем считать также, что связь между (7(1) и в(Т) линейна: 0 (7) = (7„,„(! + пв (О), где (умам — значение амплитуды в режиме молчания, т. е.
при в (О = 0; а — постоянное число. Тогда АМ колебание можно описать соотношением и (О = (7„„(1 + т соз й1! соз гвай (20.7) где гп = а(7п — коэффициент модуляции. Для неискаженной АМ необходимо, чтобы т не выходил за пределы интервала 0 ( гп ( 1. Из выражения (20.7) и рис. 20.1, а видно, что амплитуда (7 (Т) меняется во время модуляции в пределах от (7„„„ (1 + т) до (7„„ ~с х (1 — гп). Спектр амплитудно-модулированного колебания (20.7) состоит из суммы трех гармонических колебаний (рис.
20.1, б, в): несущей со- ргали няяуяяали и„м(( ) /ууянл Г !нлл (и/)й ,. (и/г)(/.ы ( /Ф„, а) Р1с 20 ( Временпйв (а), спектральчяа щ) и вектора и (а) форма представлении радпосигиала с амнлнтудной модуляцией по гармоническому закону ставляюшей с частотой йуо и двух боковых с частотами (ото + ья), (ото ьл). и (() = (/мол сот гоо/ + 0,5т(/мол соз (оуа + ьл) ( + 0,5т Х Х (/„„л соз (ото — ()) й (20 8) Если модулируюшее колебание з (() является сложным и занимает полосу частот от я.ам„ь до ь1мвво, то спектр модулированного сигнала а (О содержит несущую составляющую и две боковые полосы шириной ьа,к, — ья „„, расположенные симметрично относительно несущей. Занимаемую полосу частот П, можно оценить по формуле П, = 2ья„„„,.
(20.9) Колебание, в котором сохраняется лишь одна из двух боковых полос, а другая боковая полоса и несущая подавляются, называется однополосным (ОБП). Занимаемая полоса частот при АМ вЂ” ОБП равна ьа„„„„т е. вдвое меньше, чем при АМ. Для оценки качества воспроизведения модулирующего сигнала используются модуляционные характеристики. Динамической модуляционной (или амплитудной) характеристикой называют зависимость коэффициента модуляции от амплитуды модулирующего напряжения Маял (2 т" мал Рис. 20.3 Примерный внд амплитуд.
но-частотной характеристики. Ввмтрвховвхв воьмомвьв оааоехь аомуе. каемоа аеаооаомеваостм ия Рис. 00.2 Амплитудная характеристика амплитудно модулированного сигнала Рис, 204 Бременнаи (а) н сиеатральиаи форма (б) импульсно модулированного радиосигнала гп (Уя) (рпс. 20 2). Статическая модуляционная характернстнка (СМХ) представляет зависимость амплитуды выходного колебания модулнруемого каскада ат модулнрующего напряжения, Кроме модуляцнонных характеристик, прн анализе искажений АМ колебания используются амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) гп (1)) (рнс.
20.3). Импульсно-модулированное колебание (рнс. 20.4, а) характеризуется длительностью ти, периодом повторения Т, н частотой запол- неннЯ гов импУльса. Отношение ьГ = Т,1т„называетсЯ скважностью импульсного сигнала. Искажения раднонмпульсов оценнвают длительностями тз фронта н и, среза, а также неравномерностью вершины А. Периодическая импульсная последовательность имеет лннейчатый спектр (рнс, 20.4, б). Интервал между соседними спектральными составляющими равен частоте повторения ьа = 2п(Т„макснмум огнбающей спектра соответсгвует несущей частоте го„шнрнна главного лепестка между нулями обратно пропорциональна длительности нмпульса, Мьв. РАДИОСИГНАЛЫ С аГПОВОЙ МОДаЛЯЦИЕЙ И МАНИПУЛЯЦИЕЙ Сигналы с угловой модуляцией характеризуется тем.
что амплитуда нх постоянна, а фаза меняется в соответствии с передаваемым сообщением. С помощью выражения (Ю.4) можно показать, что ФМ н ЧМ сигналы отличаются лишь законом соответствия между передаваемым сообщением з (Г) н фазой несущего колебания у (0. Колебание, фаза которого модулнрована по гармоническому закону (20.6), описывается выражением и (Г) = Уа соз (гооу + лаа соз ЙГ), (20.10) Ю и(!) = Уе У, (т ) сов ш,т+ 'с', У„(т„) сов (ш, + Я„) 1+ а 1 О + ~ ( — 1)" г'а(тм) соз(ша — нЯ)1 а (20.! 2) где г'„(гп ) — функция Бесселя порядка л аргумента тм. Занимаемую полосу частот П, можно оценить по формуле П, ж 2Я (т„+ 1) т 2Лшм.
(20Л 3) Из (20.13) следует„что при ЧМ, если тм )) 1, занимаемая полоса не зависит от частоты модуляции: П, ж 2а„Уп, а при ФМ пропорциональна высшей модулирующей частоте.' П, ж 2Ям„„ааУа. Искажения, возникающие в передатчиках при формировании сигналов с угловой модуляцией, оценивают по нелинейности модуляционной характеристики тв, (Уо) при Я = сопз1, по уровню паразитной амплитудной модуляции, по неравномерности частотной характеристики т, .„(Я) при Ун = сопз1 в интервале Я„„, ... Ям„„, которая должна укладываться в заданные пределы. 1О заа 4аа l где те = а Уп — девиация фазы, на- г и 1Ю зываемая также индексом модуля- ! ции; и — крутизна модуляционной характеристики фазового модулятора, рад!В.
При ЧМ по закону (20.6) меняет- ! ся мгновенная частота: м (г) = ма+ +Л и Ят, гдеЛ =иУ,— девиация частоты; и (рад/(с В)!— крутизна модуляционной характери- Рнс 205 Огнба~огдан спектра аветики частотного модулятора. Учи- стогно-модулнрованного снгнала тывая связь частоты и фазы (20.4) орн большом индексе модулнннн ЧМ колебание запишем в виде и (0 = Уа сон (ш! + т гйп ЯО, (20.11) где т„= Ьш„/Я вЂ” индекс частотной модуляции. Когда девиация фазы невелика, т. е.
т (( 1 для ФМ или т (( ! для ЧМ, то спектр колебания с угловой модуляцией подобен спектру АМ (рис. 20.1, б), только составляющая с частотой ша — Я имеет фазу, противополоакную фазе составляющей в частотой ше+ Я. Для повышения помехоустойчивости при ЧМ используется режим в т„)) 1, когда спектр колебания (20.11) оказывается значительно шире (рис. 20.5): Г Л А В А 21, ПЕРЕДАТЧИКИ С АМПЛИТУДНОЙ И ИМПУЛЬСНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ ТНЛ. ОБЩИЕ СООТНОШЕНИЯ ПРИ АМПЛИТУДНОЙ МОДУЛЯЦИИ Передатчики с АМ применяют для телефонной связи, радиовещания, передачи телевизионных изображений.
Их мощность зависит от назначения линии радиосвязи и ее протяженности и колеблется от долей ваттдо десятков мегаватт. Передатчики с АМ применяют во всех диапазонах радиочастот, Структурная схема, как правило, многокаскадная, что определяется высокими требованиями к стабильности частоты передатчика. Как отмечалось в 2 20.2, при испытаниях, настройке передатчика и теоретических исследованиях в качестве модулирующего сигнала з П) берут гармонический (20.6).
По этому закону должна меняться амплитуда тока в антенне передатчика и 1-я гармоника тока коллектора выходного каскада 1к (О относительно значений, определяющих режим молчания (рис. 20.1, а): )А = 1А мол + )АЯ соз аа1 = 1А мол (1 + лТ соз 00,' (2! 1) 7ка = ук1 мол -(- акга соз (21 = 1'к1 (1 + гп соз Г)г), (21 2) где 1А „,„, 1к, „„— токи антенны и коллектора в режиме молча. ния; т = 1дм)умд „,„= )кгпг1кг о — коэффипиент модуляции. ТоКИ )дя —— т!д,м„И 1нга = т!К1 М„ПрОПОрцнОНаЛЬНЫ аМПЛИтудЕ модулирующего напряжения, поскольку гп = а(уп (см. формулу (20.7)). При АМ различают режимы молчания, максимальный и минимальный.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
