Аналоговые модуляторы

Модуляцией называется процесс отображения информационного сигнала в одном из параметров другого колебания, используемого в качестве переносчика информации. При этом информационный сигнал называется модулирующим, а переносчик информации — несущим. В качестве несущих могут использоваться непрерывные или импульсные колебания. Наибольшее распространение получили гармонические сигналы и последовательности прямоугольных импульсов.

Если в качестве несущего сигнала (несущей) используются гармонические колебания, то его уравнение имеет вид

где UmH — амплитуда сигнала несущей; wH = 2nfH — угловая частота несущей; фн — начальная фаза несущей.

В результате возможны три вида модуляции:

  • 1) амплитудная модуляция (AM);
  • 2) частотная модуляция (ЧМ);
  • 3) фазовая модуляция (ФМ).

При любом виде модуляции соответствующий параметр (амплитуда, частота, фаза) изменяется по закону изменения информационного (модулирующего) сигнала. Анализ особенностей различных видов модуляции проще выполнить, используя в качестве модулирующего сигнал гармонической формы:

где UmM — амплитуда модулирующего сигнала; сом = 2nfM — угловая частота модулирующего сигнала.

Устройство, осуществляющее модуляцию сигналов, называется модулятором.

Амплитудный модулятор.

При амплитудной модуляции модулированный сигнал можно записать в виде

При этом будем считать, что при модуляции выполняется условие

сом << ©н.

Тогда в результате умножения появится амплитудно-модулирован- ный сигнал:

где тАМ = UmM/UmH — коэффициент амплитудной модуляции.

Таким образом, амплитудный модулятор можно построить на аналоговом умножителе, подав на один его входов сигнал несущей частоты

а на другой вход — нормированный модулирующий сигнал

На рис. 10.95 приведены схема амплитудного модулятора и спектр его выходного напряжения.

Балансный модулятор.

Балансно-модулированным называют сигнал, в спектре которого отсутствует несущая, т.е. имеются только две боковые частоты. Балансный модулятор представляет собой высококачественный четырехквадрантный аналоговый умножитель, на один вход которого подается сигнал несущей частоты

а на другой вход — нормированный модулирующий сигнал

В результате умножения на выходе балансного модулятора появится балансно-модулированный сигнал:

Схема (а) и спектр выходного сигнала (б) амплитудного модулятора

Рис. 10.95. Схема (а) и спектр выходного сигнала (б) амплитудного модулятора

На рис. 10.96 приведены схема балансного модулятора и спектр его выходного сигнала.

Исключение из спектра балансно-модулированного сигнала несущего сигнала позволяет уменьшить мощность передающего устройства. К балансным модуляторам относятся и преобразователи частоты или смесители. Преобразователи частоты — это перемножители напряжений, которые используются тогда, когда нужно преобразовать сигнал одной частоты в сигнал другой. При этом вторая частота гармонического сигнала о)н - о)м или шн + оом подавляется с помощью фильтра.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >