3.4 Нелинейное безынерционное преобразование суммы гармонических процессов
1. Комбинационные частоты.
Они возникают, когда на вход нелинейной системы подается не одно, а два или несколько синусоидальных колебаний. Тогда на выходе, кроме образующихся гармоник всех проходящих колебаний, появляются, в результате, так называемых "биений", комбинационные частоты , равные суммам и разностям всех близких друг к другу частот. Например, если на вход устройства, имеющего нелинейную характеристику передачи, поданы колебания двух частот: f1 = 1000 Гц и f2 = 1100 Гц, то на его выходе можно обнаружить дополнительно: высшие гармоники частот f1 и f2 , т.е. 2f1 = 2000 Гц и 3f1 = 3000 Гц и т.д., а кроме того, 2f2 = 2200 Гц, 3f2 = 3300 Гц и т.д. • простые комбинационные частоты, равные f1 + f2 = 2100 Гц и f1 - f2 = 100 Гц, а также сложные комбинационные частоты, возникшие в результате биения гармоник с основными частотами и друг с другом 2f1 + f2 = 2000 + 1100 = 3100 Гц ; 2f1 - f2 = 2000 - 1100 = 900 Гц и т.п.
2.Преобразование частоты.
- сдвиг спектра сигнала по частоте без изменения формы спектра. П. ч. возникает при воздействии колебаний сигнала н гетеродина на нелинейное устройство, наз. смесителем; в результате в спектре выходного сигнала наряду с др. частотами образуются разностная и суммарная частоты: выделение одной из них и является результатом работы смесителя. Величина сдвига определяется частотой вспомогат. генератора (гетеродина).
П.
ч. используют в радиоприёмных устройствах,
измерит. технике, эталонных генераторах
и т. д., поскольку при этом усиление
сигнала в широком диапазоне перестраиваемых
частот заменяется усилением
неперестраиваемой комбинац. частоты,
наз. промежуточной. Постоянство
промежуточной частоты
=
const при перестройке частоты сигнала
обеспечивает
одноврем. перестройка частоты гетеродина
Т.
о., усиление сигнала в устройствах с П.
ч. осуществляется на сравнительно
нпзкой, обычно стандартной частоте.
При
передаче информации радиочастотное
колебание можно модулировать по разл.
параметрам: амплитуде
частоте
p
фазе
(см.
Модулированные колебания).
Для того чтобы при П. ч. модуляция была
перенесена на промежуточную частоту
без искажений, необходимо выполнение
след. условий: 1) нелинейное устройство
(напр., полупроводниковый диод) должно
иметь вольт-амперную характеристику,
близкую к квадратичной или аппроксимируемую
полиномом чётной степени; 2) амплитуда
сигнала
должна
быть много меньше амплитуды колебаний
гетеродина
3)
частота
должна
быть выше
Поскольку в выходной цепи смесителя имеются разл. комбинац. частоты, то для выделения разностной или суммарной частоты выходная цепь должна быть избирательной, т. е. резонансной, настроенной на нужную частоту.
3.Супергетеродинный прием, его достоинства и недостатки.
Супергетеродинный радиоприёмник (супергетеродин) — один из типов радиоприёмников, основанный на принципе преобразования принимаемого сигнала в сигнал фиксированной промежуточной частоты (ПЧ) с последующим её усилением. Основное преимущество супергетеродина перед радиоприемником прямого усиления в том, что наиболее критичные для качества приема части приемного тракта (узкополосный фильтр, усилитель ПЧ и демодулятор) не должны перестраиваться под разные частоты, что позволяет выполнить их со значительно лучшими характеристиками.
Преимущества
наличие малого количества перестраиваемых контуров;
возможность получения большего усиления по сравнению с приёмником прямого усиления за счёт дополнительного усиления на промежуточной частоте, не приводящего к паразитной генерации: положительная обратная связь не возникает из-за того, что в каскадах ВЧ и ПЧ усиливаются разные частоты;
Высокая избирательность, обусловленная наличием фильтра сосредоточенной селекции (полосового фильтра) в канале ПЧ. Так как частота ПЧ ниже частоты входного сигнала, такой фильтр можно изготовить со значительно более высокими параметрами. Кроме того, на частоты 465 кГц и др. выпускаются стандартные монолитные фильтры. Недостатки Наиболее значительным недостатком является наличие так называемого зеркального канала приёма — второй входной частоты, дающей такую же разность с частотой гетеродина, что и рабочая частота. Сигнал, передаваемый на этой частоте, может проходить через фильтры ПЧ вместе с рабочим сигналом.
Синхронный и асинхронный детекторы.
?
5. Амплитудная модуляция гармонического переносчика
3.5 Частотные модуляторы, их основные характеристики
1. Получение сигналов с ФМ использованием частотных модуляторов.
Фазовым модулятором называется устройство, изменение начальной фазы гармонического высокочастотного колебания на выходе которого пропорционально низкочастотному модулирующему сигналу, т.е.
|
(4) |
,
где
–
индекс угловой модуляции.
Фазовая модуляция сопровождается изменением мгновенной частоты по закону
|
(5) |
.
Таким образом, любой тип угловой модуляции можно осуществить либо с помощью частотного либо с помощью фазового модулятора. Так например, частотно-модулированный сигнал можно получить с помощью фазового модулятора, но для этого необходимо сначала проинтегрировать низкочастотный сигнал, тогда мгновенная частота фазомодулированного колебания будет пропорциональна самому низкочастотному сигналу. То же относится и к устройствам, осуществляющим детектирование сигналов с угловой модуляцией. При использовании, например, частотного детектора можно путем последующего интегрирования получить сигнал, пропорциональный изменению фазы высокочастотного сигнала.