5. Дискретное представление непрерывных сигналов.

Дискретное представление непрерывных сигналов широко используется в технике связи. С помощью дискретного представления решаются две основные задачи: многоканальная передача сообщений и цифровая обработка непрерывных сигналов.

Под дискретизацией сигнала s(t) понимается представление непрерывного сигнала с помощью совокупности отсчетов в дискретные моменты времени nt или nТ.

Интервал между отсчетами выбирается исходя из ширины спектра сигнала. Если S() – спектральная плотность исходного непрерывного сигнала, то спектральная плотность S_T() дискретизированного сигнала

- для бесконечно коротких отсчётных импульсов,

- для отсчётных импульсов конечной длительности τ₀.

Спектральные диаграммы:

(Огибающая обусловлена конечной длительностью отсчетных импульсов.)

Если , то отдельные спектры не перекрываются, и их можно разделить с помощью фильтров. При этом сигнал может быть восстановлен достаточно точно.

Исходя из соотношения ₁ > 2_B можно определить требования к интервалу дискретизации сигнала

.

Если интервал между отсчетами взять больше , то спектры перекроются.

Из-за перекрытия спектров восстановление сигнала по отсчетам станет невозможным.

При широком спектре исходного дискретизируемого сигнала перед дискретизацией его спектр ограничивают частотой f_B.

6. Преобразование частоты радиосигналов

Преобразование частоты применяется, например, для создания лучших условий усиления сигнала. Под преобразованием частоты понимается изменение несущей частоты колебания без изменения характера модуляции.

Временные и спектральные диаграммы на входе и выходе преобразователя:

Новая несущая частота называется промежуточной. Чтобы сохранить характер спектра каждой составляющей f_c ± F должна соответствовать f_пч ± F.

Преобразование частоты можно выполнить при помощи нелинейного элемента или линейного с переменным параметром. Такой элемент называется смесителем. Структурная схема преобразователя:

Гетеродин – маломощный местный генератор. Смесителем могут быть эл. лампы, полупроводниковые приборы, нелинейные емкости и индуктивности. Фильтр подавляет побочные продукты преобразования.

Упрощенная схема транзисторного преобразователя.

Рабочая точка задается на квадратичном участке характеристики. i = a₀ + a₁u+a₂u².

Крутизна S = a₁ + 2a₂u, u=u_с+u_г, u_г>>u_c.

При этом смеситель для u_c является линейной цепью с переменной крутизной.

S(t) = S₀ + S_mcos(_гt).

Ток сигнала транзистора:

На выходе получается колебание с новой несущей частотой.

Коэффициент усиления

– крутизна преобразования. S_пр значительно меньше крутизны в режиме усиления.

Для преобразования частоты используются также перемножители, кольцевые преобразователи.

7. Амплитудный детектор радиосигналов

Обобщенная схема АМ детектора:

В НЭ происходит преобразование спектра, ФНЧ выделяет нужную область спектра. ФНЧ обычно представляет собой RC-цепочку, на сопротивлении R которой выделяется управляющий сигнал.

Широко используется схема диодного детектора:

Это последовательный диодный детектор. R_нC_н – фильтр НЧ.

Конденсатор должен заряжаться быстро, а разряжаться медленно, т.е должно выполняться соотношение R_нС_н=_разр>>_зар=R_iпрС_н, поэтому сопротивление R выбирается из условия: R_iпр<<R_н<R_iобр, где R_iпр, R_iобр – прямое и обратное сопротивления диода.

Емкость конденсатора С_н выбирается из условий R_нС_н>>2_, R_нС_н<<2.

При выполнении первого условия ВЧ напряжение на R_н выделяться не будет. При выполнении второго условия U_вых будет успевать следить за огибающей входного сигнала.

Коэффициент передачи – близок к 1.

– крутизна,

– довольно низкое.