Название: Модуляция
Вид работы: реферат
Рубрика: Коммуникации и связь
Размер файла: 179.84 Kb
Скачать файл: referat.me-168327.docx
Краткое описание работы: Модуляция. Модулированные колебания. 1) Пусть есть сигнал если - константы Þ чисто гармонический "не модулированный" сигнал - т.н. несущую с частотой
Модуляция
Модуляция. Модулированные колебания.
1) Пусть есть сигнал
если - константы Þ чисто гармонический "не модулированный" сигнал - т.н. несущую с частотой
Если или
подвергаются медленному (в сравнении с
) изменению, то сигнал называют модулированным. Низкочастотный сигнал, задающий это изменение, называют модулирующим. Процесс формирования модулированного сигнала называют модуляцией.
Изменение при модуляции амплитуды - это амплитудная модуляция (АМ)
Изменение при модуляции угла - это угловая модуляция; ее делят на
частотную модуляцию (изменение частоты ) и фазовую (изменение фазы
)
В общем случае модуляция превращает гармонический сигнал в негармонический (при любом способе модуляции). Если полоса модулирующего сигнала , то полоса модулированного сигнала
------------------------------------------------------------------------------------------------------
2) Амплитудная модуляция. Амплитудно-модулированные колебания.
Здесь :
- несущая
- "смещенный" модулирующий сигнал
(будет огибающей при )
- амплитудно-модулированный сигнал
нормальная модуляция перемодуляция (искажение огибающей)
при
Но: мощность Þ если в отсутствии модуляции (т.е. при
) мощность передатчика
, то при модуляции
Þ
при
Þ
при
Средняя мощность
Þ
при
Þ
не очень выгодная модуляция, т.к. пиковая мощность , а средняя мощность только
; достоинство - простота модуляции и демодуляции (детектирование)
Спектр АМ сигнала вычисляли :
верхняя и нижняя боковые частоты с
- и полоса сигнала расширилась до (!)
В пределе ()
Þ мощность в боковых полосах
Для сложного модулирующего сигнала - свертка в частотной области ! - т.к. есть перемножение во временной области
- симметрично по
- спектр несущей
- спектр АМ сигнала
Недостатки АМ - удвоение полосы сигнала и потери мощности на несущую (не содержит информации, но излучается даже без модуляции !), плохое использование выходного каскада передатчика.
Варианты:
------------------------------------------------------------------------------------------------------
DSB-модуляция (double-sideband)
- соответствует АМ при
- полоса удваивается, но экономится мощность
(нет потерь на несущую)
Для передатчика с заданной имеем
(ранее для АМ имели при
)
При простоте модулятора существенный недостаток DSB - крайняя сложность демодуляции.
------------------------------------------------------------------------------------------------------
SSB - модуляция (single-sideband)
- достоинство - минимально возможная полоса (= полосе модулирующего сигнала), высокий КПД (нет несущей), эффективное использование мощности передатчика
Недостаток - сложность модулятора; зато - простота демодуляции :
Но: в приемнике надо иметь очень стабильный генератор
Сейчас - SSB - основной тип модуляции для связи в КВ диапазоне (3-30MHz).
------------------------------------------------------------------------------------------------------
3) Угловая модуляция - два связанных варианта - частотная модуляция (ЧМ) и фазовая модуляция (ФМ).
Пусть имеем сигнал вида с фазой
, в общем случае зависящей от времени
Если - то это гармонический сигнал с
Если - имеем линейный по времени набег фазы - эквивалентно
Þ колебания с линейно нарастающей фазой есть колебания со смещенной частотой - т.к. есть связь
и
В общем случае , полная фаза колебаний
, а мгновенная частота
------------------------------------------------------------------------------------------------------
Пусть мы воздействуем модулирующим сигналом на мгновенную частоту так, что
(
- крутизна частотной модуляции, или коэффициент преобразования напряжение-частота)
Если , то
- т.н. девиация частоты (ее максимальное отклонение)
Тогда Þ
Þ модуляция частоты в пределах
чистым тоном частоты
есть модуляция фазы в пределах
тем же тоном.
Величина - индекс модуляции (максимальное отклонение фазы); определяется только девиацией и модулирующей частотой
------------------------------------------------------------------------------------------------------
Обратно, если чистым тоном модулируется фаза так, что
, то
или
с
Þ для модуляции чистым тоном фазовая и частотная модуляции эквивалентны
------------------------------------------------------------------------------------------------------
Но: в общем случае эквивалентности нет - например, если
Для ЧМ имеем фиксированный сдвиг частоты Þ линейно нарастающий сдвиг фазы
Для ФМ имеем постоянный сдвиг фазы Þ
- частота не изменяется
------------------------------------------------------------------------------------------------------
Для определения спектра ЧМ (ФМ) сигнала при гармонической модуляции распишем:
Если модуляция не глубокая ( ), то
Þ
Т.о. при спектр мощности точно соответствует АМ - три линии в спектре :
- но фаза нижней боковой полосы сдвинута (по отношению к АМ) на 180 градусов - как следствие, биения возникают не в амплитуде, а в фазе сигнала
Амплитуда боковых полос в раз меньше амплитуды несущей Þ общая мощность в боковых полосах =
; но достоинство - полная мощность сигнала не меняется
При увеличении индекса модуляции возникают ряды
Þ
в спектре ЧМ (ФМ) появляются частоты
При больших ширина спектра
, причем несущая подавлена до уровня остальных составляющих :
Основное применение ЧМ - высококачественное радиовещание (при девиации частоты ~100KHz - т.е. с ) в диапазоне УКВ (60-100MHz) и в каналах передачи звука в телевещании. Причина - низкая чувствительность к паразитной амплитудной модуляции и к помехам.
------------------------------------------------------------------------------------------------------
Простейший способ ЧМ-модуляции - прямое воздействие на частоту генератора:
------------------------------------------------------------------------------------------------------
Детектирование:
а) простейший вариант: ЧМ®АМ
б) стандартный способ:
Пусть на входе
Фазовый фильтр вносит сдвиг фазы - линейный по
Тогда
На выходе перемножителя
После НЧ-фильтра частота подавлена и выходной НЧ-сигнал будет
- крутизна преобразования частота-напряжение
------------------------------------------------------------------------------------------------------
Фазовое детектирование (демодуляция)
Как выяснили, Þ подав ФМ-сигнал на ЧМ-детектор, на выходе получим производную от модулирующего сигнала Þ введя далее интегрирующее звено, получим ФМ-детектор:
- интегратор одновременно будет выполнять функции НЧ-фильтра (давит высокочастотные составляющие)
Похожие работы
-
Передатчики с угловой модуляцией
Некоммерческое акционерное общество «АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ» Кафедра радиотехники РАСЧЕТНО – ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА 2 на тему: Передатчики с угловой модуляцией
-
Охранное телевидение
СОДЕЖАНИЕ Введение 3 ЭЛЕМЕНТЫ СИСТЕМ ТЕЛЕВИЗИОННОГО НАБЛЮДЕНИЯ 7 Преобразователи «свет-сигнал» 9 Устройства синхронизации 11 Объективы видеокамер 13
-
Модуляция и её разновидности
Модуляция - процесс преобразования одного сигнала в другой, для передачи сообщения в нужное место, ее свойства, особенности и виды. Гармонические и импульсные переносчики. Демодуляция принятого сигнала. Спектр сигнала АИМ. Модуляция случайными функциями.
-
Аппаратура "Курс МП-70"
Назначение бортовой аппаратуры "Курс МП-70". Разновидности азимутальных маяков VOR. Процесс формирования сигнала VOR. Суммарный сигнал VOR на выходе приемника. Основные технические характеристики курсовых приемников VOR, ILS и глиссадного ILS (СП-50).
-
Структурные схемы цифровых радиопередающих устройств
Функции цифровых сигнальных процессоров в радиопередатчиках. Типы структурных схем радиочастотных трактов: прямая и прямая квадратурная модуляция, непрямая модуляция, петля трансляции. Описание и структура цифрового сигнального процессора передатчика.
-
Модернизация электронного термометра
Теоретические основы методов расчета корректирующих цепей САУ и исследование их устойчивости. Особенности модернизации электронного термометра с использованием корректирующей цепи последовательного типа. Исследование устойчивости типовых звеньев САУ.
-
Стереофоническое радиовещание
Разработка систем стереофонического вещания. Возможность приема стереофонического сигнала на приемник без стереодекодера и монофонического сигнала на приемник со стереодекодером. Принцип реализация стереопередачи в отечественной полярной системе.
-
Разделение каналов в радиолинии
Классификация методов разделения каналов. Условия линейной разделимости сигналов. Разделение сигнала по форме. Базисные функции ортогональны в частотной области. Способы определения начала переднего фронта k-го импульса. Мажоритарное уплотнение каналов.
-
Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров
Виды модуляций, применяемых в системах с частотным разделением каналов: амплитудная, частотная и фазовая. Характеристики группового тракта, причины появления переходных и перекрестных искажений. Телеметрические стандарты и выбор поднесущих частот.
-
Основные положения регламента любительской радиосвязи Украины
Разработка Регламента любительской радиосвязи Украины в соответствии с нормативными документами. Получение разрешения на изготовление, установку и эксплуатацию непрофессиональных радиостанций в стране. Требования к операторам и виды позывных сигналов.