Область применения преобразователей частоты
Преобразователь частоты применяется в супергетеродинных радиоприёмниках, в устройствах генерирования и формирования сигналов (в радиопередатчиках, синтезаторах частот), а также в различных радиоизмерительных приборах (селективных вольтметрах, анализаторах спектра, модулометрах и девиометрах), установках для измерения ослаблений.
Его применение в этих случаях позволяет снизить рабочую частоту основного тракта усиления и селекции сигнала (тракта ПЧ), также сделать этот тракт неперестраеваемым, то есть, для настройки радиоприёмника на разные несущие частоты изменяется частота гетеродина преобразователя, несущая частота выходного сигнала, называемая промежуточной частотой (ПЧ), остаётся неизменной. Кроме выработки сигнала ПЧ преобразователь может использоваться и в других случаях, например, ультразвуковых линиях задержки электромагнитного СВЧ-сигнала.
Тема 6. Основные понятия о модуляции и детектировании.
Модуляция
Модуляция - это процесс изменения одного или нескольких параметров высокочастотного несущего колебания по закону низкочастотного информационного сигнала (сообщения).
Передаваемая информация заложена в управляющем (модулирующем) сигнале, а роль переносчика информации выполняет высокочастотное колебание, называемое несущим(модулируемым). Модуляция, таким образом, представляет собой процесс «посадки» информационного колебания на заведомо известную несущую с целью получения нового, модулированного сигнала.
|
|
|
В результате модуляции спектр низкочастотного управляющего сигнала переносится в область высоких частот. Это позволяет при организации вещания настроить функционирование всех приёмо-передающих устройств на разных частотах с тем, чтобы они «не мешали» друг другу.
В качестве несущего могут быть использованы колебания различной формы (прямоугольные, треугольные и т.д.), однако чаще всего применяются гармонические колебания.
Методы модуляции классифицируют по трем признакам:
- в зависимости от управляемого параметра высокочастотного сигнала различают амплитудную, угловую (частотную и фазовую модуляции) и т.д;
- в зависимости от числа ступеней модуляция может быть одно-, двух- и трехступенчатой;
- в зависимости от вида передаваемого сообщения — аналогового, цифрового или импульсного — различают непрерывную, со скачкообразным изменением управляемого параметра (такую модуляцию называют манипуляцией, или телеграфным режимом), и импульсную модуляции.
Описание модулированных сигналов возможно с помощью как временного, так и спектрального методов.
Детектирование (демодуляция)
|
|
|
Принятый приемником, модулированный высокочастотный сигнал даже после усиления не способен непосредственно вызвать колебания мембраны телефона или рупора громкоговорителя со звуковой частотой. Детектирование – процесс «извлечения» низкочастотного информационного сигнала из высокочастотного радиосигнала.
Полученный в результате детектирования сигнал соответствует тому звуковому сигналу, который действовал на микрофон передатчика. После усиления колебания низкой частоты могут быть превращены в звук. Детектирование осуществляется устройством, содержащим элемент с односторонней проводимостью - детектор. Таким элементом может быть электронная лампа (вакуумный диод) или полупроводниковый диод.
Амплитудная модуляция. (АМ). Характеристики АМ сигнала.
Временное и спектральное представление АМ сигнала.
Амплитудной модуляцией (АМ) называется изменение по закону модулирующего сигнала (передаваемого сообщения) амплитуды модулируемого сигнала (несущих колебаний) (без изменения частоты и фазы).
Рассмотрим принцип амплитудной модуляции при синусоидальном управляющем напряжении, изменяющемся со звуковой частотой (рис.1.).
|
|
|
Рис.1. Принцип амплитудной модуляции
Под действием звуковых колебаний одной частоты iΩ = IмΩ · cosΩt изменяется амплитуда колебаний несущей частоты Im по закону модулирующего сигнала, т.е.
Im = (Iaмол+ ∆IacosΩt) cosωt или Im = Iaмол(1+∆Ia/ IaмолcosΩt) cosωt,
где Ia мол – среднее значение амплитуды тока модулированных колебаний;
∆Ia – наибольшее отклонение амплитуды тока модулированных колебаний от среднего значения.
Введя обозначение 
= m, получаем: ia = Ia мол (1+ mcosΩt)cosωt.
Величину m принято называть коэффициентом модуляции и выражать в процентах.
Раскроем это выражение, зная, что произведение косинусов равно половине косинусов сумм и разностей аргументов. Тогда получим
i = Ia мол (1+ mcosΩt ) cosωt = I мол cosωt +½ mIa мол cos ( ω + Ω ) t +½ mIa мол cos ( ω – Ω ) t .
Полученное выражение показывает, что модулированные высокочастотные колебания состоят из колебания с частотой ω и амплитудой Iaмол и двух колебаний, частоты которых (ω+Ω) и (ω–Ω) отличаются от несущей частоты ω на величину модулирующей частоты Ω и имеют амплитуду ½mIa мол. Эти колебания принято называть колебаниями боковых частот.
Сигнал амплитудно-модулированный НЧ сигналом одного тона называют простым.
|
|
|
Отсюда следует, что модулированное высокочастотное колебание может быть представлено в виде спектра частот, составленного из несущей и двух боковых частот.
Рис.2. Спектр колебаний при тональной АМ
Если модулирующий сигнал имеет сложный спектр, например речевой сигнал, то вместо боковых частот получается спектр.
Рис. 3. Спектр сложного амплитудно-модулированного сигнала
На графике представлен сложный амплитудно-модулированный сигнал, он задаётся с помощью спектра гармонических составляющих, в котором указывается из каких частотных составляющих (простых сигналов) состоит сложный сигнал.
Обычно модулирующий сигнал ЗЧ задаётся с помощью верхней и нижней модулирующей частоты. В радиосвязи Fмод = 0,3…3,4 или 0,3…2,7 кГц.
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 365; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!