Модуляторы

Информация передается по каналам в виде электрических сигналов и соответственно может быть непрерывный сигнал (телефонный ток) или дискретный сигнал, но если передавать непосредственно такое сообщение, то в линии только 1-н источник может работать. Поэтому, если по линии необходимо передавать несколько сообщений, то в таком случае применяют модуляцию, разных сообщений, на разных частотах, следовательно, можно передавать несколько сообщений.

Модуляция – это изменение одного из параметров высокочастотного колебания по закону изменения первичного электрического сигнала, который представляет из себя сообщение.

Первичный сигнал называется модулирующим.

Высокочастотными колебаниями называются колебания несущей частоты или модулируемой колебанием (сигнал переносчик).

Устройство, с помощью которого осуществляется модуляция, называется модулятором.

В качестве сигнала переносчика могут быть:

- гармонические колебания

- периодические последовательности импульсов

- шумы

- гармонические колебания.

В зависимости от того какой параметр меняется при модуляции возможны: АМ, ЧМ, ФМ.

Если сигнал переносчик является периодической последовательностью импульсов, то при задании их формы существуют следующие основные виды импульсной модуляции:

- Амплитудно-импульсная модуляция (АИМ)

- Широтно-импульсная модуляция (ШИМ)

- Фазоимпульсная модуляция (ФИМ)

- Частотно-импульсная модуляция (ЧИМ)

При передачи дискретной информации (0 и 1) идет процесс манипуляции 0 и 1.

Модуляторы ам колебаний

Принцип действия АМ модулятора использовать общие законы преобразования 2-х электрических сигналов (частот), подаваемых на нелинейный элемент. На выходе НЭ будут частоты , т.е. будут возникать высшие гармоники.

Все эти комбинации, составляющие их уровни, значительно зависят от типа НЭ от степени его нелинейности.

Рассмотрим схему простейшего АМ на двух диодах:

Модулирующее напряжение «F» подается на диоды в фазе, а модулируемое «f» в противофазе. Будем считать напряжение модулирующее:

- они гармонические.

Диоды Д1 и Д2, считать индуктивными и у них ВАХ в прямом направление соответствует следующему закону:

.

Найдем напряжение на диодах:

Токи на диодах:

.

Ток в нагрузке: .

,

.

- глубина модуляции.

Данная схема на выходе имеет несущую «f» и две боковых частоты. Обычно при передачи аналоговых и не прерывных сообщений используют спектр низких частот от Fmin до Fmax, если телефонный канал от 300 Гц до 3 кГц.

На практике существуют различные виды АМ, с передачей не полностью всего спектра, который возникает при модуляции.

Т.к. несущая частота требует для передачи значительной энергии, значительную мощность, а информации практически не несет, то существуют схемы модуляторов с подавлением несущей.

Схема балансного модулятора на диодах с подавлением несущей:

На выходе схемы диодного балансного модулятора имеется г-образные боковые полосы, модулирующий сигнал НЧ и продукты нелинейности его ВАХ.

Кольцевой модулятор

Является более совершенным, по сравнению с балансным, т.к позволяет подавлять на выходе не только несущую частоту, но и частоту модуляции, поэтому на его выходе будут 2-е боковые полосы (частоты) и продукты нелинейности.

Кольцевой балансный модулятор (КБМ) – является балансным модулятором, в котором 4-е идентичных диода расположены по кольцу.

Напряжение несущей частоты «ω» закрывает 2-а диода первой балансной схемы и открывает 2-а диода другой. При этом через выходной транзистор ток модулирующего сигнала проходит в прямом и обратном направлениях, с частотой модуляции.

На выходе отсутствует модулирующий сигнал, что особенно важно, когда несущая частота низкая и гармоник модулирующего сигнала могут попасть в выходной двухполосный сигнал. Поэтому расчетная схема нашла широкое применение и выполняются микросхемы в интегральном исполнении с очень высокой степенью подавления несущей (40-60 дБ по отношению к амплитуде боковой частоты).

В устройствах связи для передачи информации часто используется только одно боковая полоса частот, т.е. в этой полосе информация об источнике уже содержится.

Такой способ модуляции позволяет минимум в 2-а раза сократить полосу частот необходимую для передачи сигнала.