59. Структурные схемы модуляторов реализующих косвенные методы получения ум-сигналов

Структурная схема модулятора для ЧМ-сигнала на основе модулятора ФМ-сигнала (рис. ) содержит ЗГ, фазовый модулятор на резонансном усилителе и интегратор модулирующего сигнала.

Структурная схема модулятора для ФМ-сигнала на основе модулятора ЧМ-сигнала (рис. ) содержит частотный модулятор на ЗГ и дифференциатор модулирующего сигнала.

«ФМ ЧМ» «ЧМ  ФМ»

Заключается в преобразовании частотной модуляции в фазовую. Сказанное поясняется с помощью четырех структурных схем, представленных на рис. 12.7, на котором приняты обозначения: Г - автогенератор, У - усилитель, МЧ - модулятор частотный, ФМ - модулятор фазовый, И - интегратор.

Для преобразования фазовой модуляции в частотную на входе фазового модулятора включается интегратор а частотной - в фазовую на входе частотного модулятора -дифференцирующая цепь.

60. Методы преобразования am в фм. Структурная схема генератора с чм по методу Армстронга

ФМ можно получить сложив 2 колебания с постоянной частотой под углом 90 градусов.

B(t)

А Угол А.

a C

Недостаток метода – Амплитуда сильно меняется.Для компенсации, надо менять А и В одновременно, а С = const.

Армстронг предложил использовать балансный модулятор.

В В

С’ A C’

C C

A=const.

B=F(Um).

Для этого он предложил след. схему:

61.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.

Uвых

1 2

Ек

62.Устройства демодуляции (детектировании) ис и их назначение.

Назначение устройств демодуляции

Демодуляцией (детектированием) называют процесс восстановления модулирующего напряжения из модулированных колебаний, то есть процесс обратный модуляции. В зависимости от вида модуляции напряжение на выходе детектора должно воспроизводить закон изменения амплитуды, частоты или фазы детектируемого колебания. Детектирование сопровождается преобразованием спектра высокочастотного сигнала (ВЧ), содержащего несущее колебание и колебания боковых частот. На выходе демодулятора выделяется напряжение с низкочастотным спектром (НЧ) передаваемого измерительного процесса. Так как при детектировании происходит трансформация частотного спектра, то такой процесс не может быть осуществлен без применения нелинейных элементов (НЭ) или линейных; но с переменными параметрами, а также фильтра (Ф) для выделения необходимого спектра частот. Структурная схема демодулятора показана на рисунке 4.10.

Детектирование, где нелинейным элементом (рисунок 4.13) служит диод, называется диодным. По способу включения различают схемы последовательного (рисунок 4.13, а) и параллельного (рисунок 4.13, б) диодного детектора. Причем схему рисунка 4.13, а называют схемой с открытым входом (по постоянному току имеем малое входное сопротивление), а схему рисунка 4.13, б – с закрытым входом (по постоянному току имеем бесконечное входное сопротивление). Последовательная схема диодного детектора применяется в том случае, когда входное напряжение не содержит постоянной составляющей. Принцип работы обеих схем почти одинаков. Рассмотрим работу последовательной схемы диодного детектора.

Такой детектор образован последовательным соединением диода VD и параллельной RC-цепи, которая выполняет роль ФНЧ. Элементы последней выбираются из условия (4.6) и (4.7). Полагаем, что диод имеет ВАХ, показанную на рисунке 4.14, а. Зависимость тока диода i от напряжения u на диоде может быть задана равенством

(4.8)

где S – крутизна характеристики диода.

Пусть на диодный детектор действует модулированное высокочастотное колебание (рисунок 4.14, б).

В первый момент во время положительного полупериода входного напряжения диод открыт и через него протекает ток i, заряжающий конденсатор С с постоянной времени _з = R_дC, где R_д – сопротивление открытого диода. Когда напряжение на конденсаторе С больше мгновенного значения входного напря жения, диод закрыт, ток через диод не проходит и конденсатор С разряжается через резистор R (рисунок 4.14, в). Постоянная времени разряда _р = RC >> _з.

После окончания переходного процесса в схеме устанавливается режим, при котором среднее значение тока диода i равно среднему значению тока i_R. Напряжение U, приложенное к диоду, складывается из входного напряжения U_вх и напряжения смещения U₀, то есть

U = – U₀ + U_мcos t, (4.9)

где U_м – амплитуда входного высокочастотного колебания.

При аппроксимации ВАХ диода двумя отрезками прямых (рисунок 4.14, а) постоянная составляющая тока равна

I₀ = (S∙U_м / ) (sin – cos), (4.10)

где  – угол отсечки (рисунок 4.14, в), который определяется из соотношения

. (4.11)

Поскольку U₀ = I₀R , то из (4.11) следует, что

. (4.12)

Приравняв правые части в (4.10) и (4.12), получим

. (4.13)

Из (4.13) следует, что угол отсечки  определяется только сопротивлением нагрузки R и крутизной S ВАХ открытого диода VD и не зависит от амплитуды приложенного напряжения U_м.

Если в (4.12) обе части уравнения умножить на R, получим

U_вых = I₀R = U_мcos . (4.14)

Зависимость U_вых = f(U_м) называется характеристикой детектирования, которая является линейной.

Коэффициент передачи диодного детектора по постоянному току k_д= определяется отношением постоянного напряжения на выходе детектора U₀ = U_вых к амплитуде переменного напряжения U_м на его входе и с учетом (4.14) равен

k_д= = U₀ / U_м = cos . (4.15)

При больших сопротивлениях нагрузки, когда R >> r_д, угол отсечки  мал и при R   k_д=  1.

Коэффициент передачи диодного детектора по переменному току k_д определяется отношением

k_д = U₀ / U_м, (4.16)

и при R   k_д  1.

Входное сопротивление R_вх диодного детектора определяется как отношение амплитуды напряжения U_м, проложенного к детектору, к амплитуде первой гармоники тока I_м1 протекающего через детектор:

R_вх =U_м/I_м1. (4.17)

Поскольку ток первой гармоники тока определяется как

, (4.18)

то входное сопротивление будет равно ,(4.19)

где r_д = 1/S.

Е сли угол отсечки  << 90⁰, и R >> r_д , то

R_вх  R/2. (4.20)

Рассмотренная выше работа диодного детектора с отсечкой тока является линейным режимом, т. к. характеристика детектирования является линейной, при этом амплитуда входного сигнала U_м должна быть большой и на практике выбирается U_м  1 В.