Минаев Е.И. - Основы радиоэлектронники (1266569), страница 78

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

Текст из файла (страница 78)

При частотной манипуляции, т. е. частотной модуляции прямоугольным колебанием, ширина спектра 133) 2р 200 + е (16,27) Как и в формуле (16.26), удвоенная частота модуляции здесь умножается иа число пар боковых составляющих с амплитудами более 1 % от амплитуды немодулированпой несущей. 390 Формулы (16.26) и (16.27) позволяют определить ширину спектра ЧМ-колебания при гармоническом и прямоугольном модулирующих сигналах. Частотно-модулированное колебание, проходя усилители радиои промежуточной частот, претерпевает изменения своих составляющих как по амплитуде, так и по фазе.

В результате изменяется как амплитуда результирующего колебания, так и мгновенная частота результируюгцего колебания. При детектировании ЧМ-колебания применяется амплитудное ограничение 1см. 9 17.15), поэтому лишь искажения изменения частоты результирующего колебания приводят к искажениям закона модуляции, а следовательно, искажениям на выходе идеального частотного детектора. Исследованиям искажений модуляции при прохождении ЧМ-колебаний через колебательные системы посвящено очень много работ.

Одной из ранних работ является 1'ЗЗ1, где приводятся следующие формулы, позволяющие определить необходимую ширину полосы усилителя промежуточной частоты по заданному коэффициенту гармоник: М=ЦА1 ~12пф К., где "1' 227п п — число резонансных контуров в усилителе с одиночными контурами; ф — индекс модуляции; К,— коэффициент гармоник. То же для двухконтурных усилителей: п)=рЬ),у л)ф,„К,, где 6 = )/ 2'<"миг" — 4; п — число пар контуров в усилителе при критической связи между контурами.

В литературе приводятся также формулы, показывающие, что полоса может быть примерно на 20а/а меньше, но при этом не учитываются динамические искажения, так как при выводе таких формул учитывалась лишь нелинейность фазовой характеристики, по которой «медленно» изменяется частота. 16Л. МЕТОДЫ ОСУШЕСТВЛЕНИЯ ЧАСТОТНОЙ МОДУЛЯЦИИ Частотную модуляцию можно осуществить двумя способами: непосредственным воздействием на частоту задающего генератора передатчика изменением индуктнвности или емкости контура автогенератора; изменением амплитуды или фазы двух суммируемых колебаний одной и той же частоты, при этом частота автогенератора не изменяется.

391 Рис. 16.13. Схема автотенератора с варикапом Непосредственное воздействие на частоту генерируемых колебаний можно осуществить с помощью полупроводниковых диодов — варикапов, емкость которых зависит от приложенного запирающего напряжения. На рис. 16.13 приведена схема автогенератора, частота которого зависит от емкости варикапа В, подключенного параллельно емкости колебательного контура.

Начальная емкость варикапа определяется запирающим напряжением, которое задается делителем ЙДа. Запирающее напряжение изменяется за счет подачи модулирующего напряжения на «вх ЗЧ» и изменяет емкость варнкапа. Несмотря на нелинейное изменение емкости варнкапа прн линейном изменении напряжения н нелинейную зависимость частоты от емкости, можно получить изменение частоты, близкое к линейному прн малых изменениях емкости варикапа. Методы преобразования амплитудной модуляции в фазовую. Фазовую модуляцию можно осуществить, сложив два колебания постоянной частоты под некоторым углом, лучше всего под углом, близким к 90'. Если одно или оба колебания модулировань1 по амплитуде, то результирующее колебание является фазомодулнрованным. На рис. 16,14,а изображено сложение двух векторов: А и В. Если вектор В модулнрован по амплитуде, то результирующий вектор С соответствует колебанию, модулированному по амплитуде и фазе. Устранить паразитную амплитудную модуляцию результирующего колебания можно с помощью амплитудной модуляции векторов А и В в противофазе.

При этом можно добиться, чтобы суммарный вектор практически не изменял своей длины (рис. 16.14,б). Метод Армстронга. Для осуществления фазовой модуляции Армстронг предложил использовать сложение под углом 90' незатухающего и балансно-модулированного колебаний (рис. 16.14,в). В этом случае результирующий вектор будет модулирован по фазе. Чтобы изменение угла было пропорционально модулирующему Ззх 0 Ю/ и а/ Рис. 1614.

Осутцествленне фазовой модуляции сложением двух перпендикулярных векторов: а — при вмплнтудяай модуляции одного из векторов, б — дри амплитудной модуляции двук векторов, изпрзвлеииык в резные стороны; в — при бвлзисиой молуляцни одного из нектаров напряжению, индекс модуляции должен быть малым (не более 0,5). Последующим многократным умножением частоты можно довести индекс модуляции до требуемого значения. На рис. )6.15 показана структурная схема передатчика, в котором фазовая модуляция по методу Армстронга эквивалентна частотной модуляции благодаря применению предыскажающей цепи.

Предыскажающая цепь преобразует спектр модулирующего ко. лебания таким образом, что напряжение на выходе цепи обратно пропорционально частоте входного ,сигнала в некотором диапазоне частот. Если к входу такой цепи приложить модулирующее напряжение и„= У соз ййу, то на выходе получим и„,„= (у„,ггйа) уйп йаг. Фазовый угол модулированного колебания пропорционален иа. пряжению и, „и равен гр(1) =отсу+ ЧЬ з1п 01, где Чз =й((у /йл').

Очевидно, что ы(1) =р (1) ь ыо+йи а1. Таким образом, изменение мгновенной частоты совпадает с модулирующим напряжением, что эквивалентно частотной модуляции. Рис. !6 16. Структурная 'схема передатчиков с частотной модуляцией по нето. ду Армстронга 393 Обычно в передатчике, работающем с использованием метода Армстронга, применяется предыскажающая цепь, обладающая свойства)еи интегрирующей цепи только для частот ниже некоторой граничной частоты г,р (например, 2 кГц) и пропускающая сигналы с частотами выше граничной без искажений.

В результате высокочастотное колебание оказывается промодулированным по частоте сигналами с частотами ниже граннчной и по фазе сигналами с частотами выше граничной. В гл. 20 будет показано, что такой способ обеспечивает улучшение отношения сигнал-помеха при приеме. Метод Лрмстронга имеет познавательное значение. Поэтому он здесь описан. Практическое его применение затруднено, так как он требует большого числа каскадов умножения частоты при широком спектре модулирующего колебания. Например, прн радиовещании требуется передать спектр звуковых частот от 20 Гц до 20 кГц при амплитуде девиации частоты Л1" =50 кГц.

Тогда для нижней частоты спектра индекс модуляции ф =5 10412 10'= =2,5 10'. Если считать максимально допустимым с точки зрения искажений индекс модуляции в методе Лрмстронга ф =0,25, то для минимальной частоты потребуется увеличение индекса моду.

ляции в 2,5 10а/0,25=104 раз. Надежно работающий умножитель строят из каскадов, в каждом из которых умножение осуществляется не более чем в 4— 5 раз. Умножение в 10' раз можно, например, осуществить с помощью шести каскадов умножения (5 5 5 5 4 4). Это не очень сложная система, но ее предпочитают заменять модулятором с изменяющейся емкостюо контура автогенератора с автоматической подстройкой средней генерируемой частоты с помощью фазовой автоподстройки частоты (ФЛПЧ).

Частотная манипуляция. Для передачи телеграфных и других кодированных сигналов применяется частотная манипуляция, заключающаяся в попеременной передаче колебаний то одной, то другой частоты. Если разность передаваемых частот мала, то уход частоты передатчика вследствие нестабильности может превышать полезную девиацию частоты, Для устранения этого недостатка можно осуществить поочередную коммутацию двух непрерывно работающих кварцевых задающих генераторов (рис. 16,16). Реле иеи н4енеераюныа ннюи Запирающее налраюение +Х Рнс.

16,16. Структурная схема устройства частотной манипуляции с кварцевой стабнлнаацней частоты 694 Глава !7 ДЕТЕКТИРОВАНИЕ И ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ЧАСТОТЫ 17.1. диодиыи дкткктор Детектированием называется процесс выделения модулирую. щего сигнала из модулированного высокочастотного колебания. Схемы, с помощью которых осуществляется детектирование, применяются и в случаях, когда высокочастотные колебания не являются модулированными. Поэтому часто под детектированием понимают процесс выделения тех илн иных параметров высокочастотного колебания.

Используя принцип детектирования, можно определить амплитуду, частоту, фазу, длительность отрезка высокочастотного колебания или время его прихода, а также выявить изменения этих величин, если они происходят. Наиболее широка применяется диодный детектор. Схема диод- ного детектора и процесс детектирования показаны на рис. 17.1. При наличии на входе детектора немодулнрованного колебания на выходе появляется постоянное напряжение с небольшими пульсациями. Следует обратить внимание на различие постоянных времени заряда и разряда конденсатора. Постоянная времени заряда конденсатора Т„, =геС, где га — сопротивление диода в прямом направлении; С в емкость, шунтирующая сопротивление нагрузки детектора Д.

Постоянная времени разряда конденсатора Тр„р= =ЯС. Как правило, эти постоянные времени сильно различаются, так как обычно гс>>гр. Например, сопротивление лампового диода в прямом направлении ге порядка 200 — 500 Ом, в то время как в а) Рис, 17Д. Диодный детектор: а Схема дводного детектора; б, е — детсктвровавне (в с — выходное панряжеггне предполагается постояннмм1 Рис, 17.3 Тот же процесс, что и на рнс. 17.2, но при мень. шем угле отсечки, получаю. щемся при увеличении сопротивления нагрузки детектора Рис.

Характеристики

Список файлов книги