Разделы сайта

Амплитудная модуляция и приём сигналов

Форма DSB сигнала при модуляции синусоидальным колебанием (1) показана на рис. 1.3. Дважды за период, модуляции амплитуда DSB сигнала падает до нуля, и в эти моменты фаза высокочастотного заполнения меняется на обратную. Спектр DSB сигнала легко получить из (2), подставив выражение для синусоидального модулирующего сигнала.

Рис. 1.3 DSB сигнал проведя несложные тригонометрические преобразования (для простоты положим ψο = 0): uDSB (t) = a0 /2 [cos(ω0 + Ω)t= + cos(ω0 - Ω)t]

Как и следовало ожидать, спектр содержит лишь две составляющие на частотах ωο ± Ω, как показано на рис.1.4.а.

Рис.1.4 Спектр DSB сигнала: а - синусоидальная модуляция; б - модуляция звуковым сигналом

Это иллюстрирует рис. 1.4.б. Оценим выигрыш по мощности при переходе от AM к DSB. Устранение несущей дает двукратный выигрыш. Приемник DSB сигналов оснащается цепью восстановления несущей и мультипликативным детектором (смесителем), перемножающим DSB сигнал с напряжением восстановленной несущей. При этом амплитуды боковых полос складываются, что увеличивает мощность звукового сигнала по сравнению с мощностью одной боковой в 4 раза, тогда как независимые шумы двух боковых полос просто складываются по мощности. Это дает еще двукратный выигрыш над AM и общий выигрыш получается в 4 раза.

Таким образом, при равных пиковых мощностях передатчика переход к DSB дает четырехкратный В паузах речи DSB передатчики не излучают, а это значительно повышает их экономичность и снижает общий уровень помех в эфире. Структурная схема DSB передатчика, показанная на рис. 2.5, чрезвычайно проста. Он содержит

Задающий генератор G1, который может включать также буферные каскады и умножители частоты, балансный модулятор U1, выходной усилитель мощности А1, Второй вход балансного соединен с микрофонным усилителем А2. Часто балансную модуляцию осуществляют в выходном мощном двухтактном каскаде, что еще более упрощает структурную схему.

Рис 1.5

AM сигналы демодулируются обычным детектором огибающей, таким же, как в обычном радиовещательном приемнике. До детектирования AM сигнал должен быть усилен до значительного уровня, поэтому AM приемники обычно выполняют по супергетеродинной схеме. При приеме DSB сигналов с подавленной несущей последняя восстанавливается в самом приемнике. В ряде случаев для этого служит местный гетеродин. Казалось бы, что гетеродинный приемник обладающие кривой селективности, идеально подходят для приема DSB сигнала со спектром, показанным на рис. 1.4.б. На самом деле это не совсем так. Даже при точной настройке гетеродина приемника на частоту подавленной несущей ωο его колебания будут иметь произвольный фазовый сдвиг φ. Напряжения DSB сигнала и гетеродина приемника можно записать следующим образом:

uс = s(t)aсcosω0t)

uГ = aГcos(ω0t+φ)

Смеситель приемника перемножает эти напряжения

uс uГ = s(t)aсcosω0t)·aГcos(ω0t+φ) = s(t) aсa / 2 [cos φ+ cos(ω0t+φ)]

ФНЧ, установленный на выходе смесителя, выделяет только сигналы низких частот, соответствующие первому слагаемом, и отфильтровывает сигнал с удвоенной частотой 2ωο·Звуковое напряжение оказывается пропорциональным косинусу разности фаз напряжений сигнала и гетеродина:

uо=s(t) aсa / 2 cos φ

Оно максимально при ψ = 0° и φ=180°, но обращается в нуль при φ = 90° и φ =270°.

Физически это явление объясняется тем, что две боковые полосы DSB сигнала преобразуются в смесителе независимо друг от друга и складываются па его выходе. При этом верхняя боковая полоса приобретает фазовый сдвиг -φ, поскольку частота и фаза гетеродина вычитаются из частоты и фазы сигнала (последняя принята за нулевую). Нижняя боковая полоса приобретает фазовый сдвиг +φ. При φ = 90° и φ = 270° низкочастотные колебания от двух боковых полос получаются противофазными и компенсируют друг друга.

Существуют способы и схемы для приема DSB сигналов с автоматической подстройкой частоты и фазы гетеродина по принимаемому сигналу. . В радиолюбительской практике они пока не использовались. А без, автоподстройки при существующей стабильности частоты любительских радиостанций точная фазировка колебаний гетеродина практически невозможна. Если же частоты гетеродина и подавленной несущей совпадают не точно, то сдвиг фазы φ непрерывно изменяется во времени (φ = Ωt,) где Ω расстройка частот) и амплитуда звукового сигнала периодически изменяется от максимума до нуля. Происходят те же эффекты, что и при приеме AM сигнала на гетеродинный приемник. Модуляция звукового сигнала низкой разностной частотой заметно ухудшает разборчивость и качество принимаемого сигнала.

Перейти на страницу: 1 2 3

Самое читаемое:

Разработка пакета учебно-прикладных программ по дисциплине Проектирование интегральных микросхем
Целью данной дипломной работы является разработка пакета учебно-прикладных программ по дисциплине «Проектирование интегральных микросхем». Данный пакет предназначен для изучения студентами: технологии полупроводниковых интегральных микросхем на биполярных транзисторах; основных принципов проектирования полупро ...