4. Дайте определение коэффициента амплитудной модуляции и индекса частотной модуляции

Напряжение u(t), имеющее вид амплитудно-модулированного сигнала:

U(t )= (U_m+ΔU·CosΩt)Cosω_нt = U_mCosω_нt+½mU_mCos(ω_н-Ω)t+½mU_mCos(ω_н+Ω)t,

где m=ΔU/U_m≤1 - коэффициент амплитудной модуляции.

В случае тональной модуляции λ(t)=cos(Ωt) получим:

Здесь отношение ^Δω/_Ω=^Δf/_F=m_Ч называется индексом ЧМ. Он характеризует отношение девиации частоты Δω к частоте модулирующего сигнала, а также максимальное отклонение фазы от фазы несущей при тональной модуляции.

От индекса m_Ч существенно зависит спектр ЧМ сигнала.

8. Перечислите структурные блоки приемника чМн сигнала

Структурная схема приемника ЧМн-сигналов отличается от структурной схемы АМн приемников тем, что вместо амплитудного детектора в нем используется устройство состоящее из амплитудного ограничителя и частотного детектора. Кроме того, вместо УНЧ приемник содержит выходное устройство для управления работой телеграфного аппарата. Амплитудный ограничитель значительно улучшает работу линии радиосвязи при наличии замираний. Применение ограничителя позволяет получить равенство амплитуд телеграфных импульсов различной полярности на выходе приемника. Частотный детектор в данном случае служит для преобразования ЧМн сигналов в телеграфные импульсы соответствующей полярности.

6. Чему равен спектр чм-сигнала при широкополосной чм?

При широкополосной ЧМ ширина спектра приблизительно определяется соотношением

Δf_ЧМ≈2m_ЧF=2Δf,

т.е. равна удвоенной девиации частоты. Переход к широкополосной ЧМ приводит к расширению спектра по сравнению со спектром АМ в m_Ч раз. Например, при передаче речи в стандартном телефонном канале с макс. частотой 3,4 кГц при АМ имеем Δf_АМ=2F=6,8 кГц, а при ЧМ с m_Ч=10 Δf_ЧМ≈2m_Чf=68 кГц.

В связи с этим широкополосная ЧМ используется лишь на сравнительно высоких частотах в диапазоне метровых и более коротких волн, где частотная плотность радиоизлучений сравнительно невелика.

11. Поясните назначение амплитудного ограничителя в составе приемника чМн сигнала.

Амплитудный ограничитель значительно улучшает работу линии радиосвязи при наличии замираний. Применение ограничителя позволяет получить равенство амплитуд телеграфных импульсов различной полярности на выходе приемника.

7. Каким образом осуществляется частотная манипуляция?

Недостатком АМн-сигнала, как и всех АМ-сигналов, является низкие энергетические характеристики. Это обусловлено наличием избыточности несущей составляющей и пассивной паузой. Второй недостаток можно устранить, заполнив паузы посылками с частотй _2, отличной от _1. При этом получим сигнал с частотной манипуляцией (ЧМн), содержащий элементы:

U(t) = {U₁(t) = U_mcos₁t, kT₀ < t  (k + 1)T₀,

U₂(t) = U_mcos₂t,

п ричем обычно ₂ < ₁. Временная диаграмма ЧМн сигнала и его спектр имеет вид, показанный на рисунке 6.

Поскольку сигнал с ЧМн может быть представлен как сумма двух АМн-сигналов с частотами посылок ₁ и _2, его спектр складывается из спектров этих сигналов (рисунок 6,б). На рисунке приведен случай, когда сдвиг между частотами ₁ – ₂ = ₁₂ равен удвоенной скорости передачи 2/T₀, что обеспечивает неперекрытие главных лепестков спектров и, следовательно, качественное частотное разделение при приеме. Очевидно что в этом случае ширина спектра ЧМн-сигнала _ЧМн  4/T₀ = 4v₀ (16) вдвое больше, чем при АМн. При увеличении скорости передачи требуется увеличивать сдвиг между частотами ₁₂ и ширину полосы пропускания приемника в соответствии с соотношением (16). Расширение спектра является недостатком ЧМн-сигнала, однако он оправдывается увеличением средней мощности передаваемого сигнала вдвое по сравнению с АМн за счет активных пауз и ростом помехоустойчивости.