7. Однополосная модуляция. Общие сведения. (Ельцов)

Модуляция – процесс управления одним из параметров ВЧ колебания.

Важным преимуществом радиосвязи на одной боковой полосе(j3E,SSB,ОБП) является более узкая полоса частот, занимаемая сигналом с ОБП в радиоканале. Полоса частот, занимаемая колебанием с АМ, по меньшей мере в 2 раза шире, чем с ОБП, т.к. в отличие от спектра АМ, несущая и одна из боковых полос подавляется. Остается одна боковая полоса ток в антенне изменяется по следующему гармоническому закону: , где амплитуда тока в антенне. При этом мах значение тока: параметр при АМ.

Эффективность удобно рассматривать путем оценки эквивалентного выигрыша в мощности, полученной при переходе на передачу и прием одной боковой полосы.

напряжение на выходе устройства приемника при ОБП.

напряжение на выходе устройства приемника при ОБП

При m=1 Bu=2 Bp=4

Спектр частот, излученных при при передаче ОБП уменьшается в 2 раза, что позволяет сузить полосу частот в приемнике и при равном спектре помех это приводит к увеличению соотношения С/П в раз по напряжению и в 2 раза по мощности общий выигрыш по мощности при ОБП может быть 8 раз.При передаче АМ сигналов по КВ радиоканалам из-за особенностей распространения радиоволн этот выигрыш получается еще больше, т.к. вследствие дисперсии фазовой характеристики КВ радиоканалов при передаче АМ сигналов происходит расфазирование в боковых полосах, т.е происходят фазовые сдвиги на входе приемника между несущей и боковыми частотами. Это приводит к искажениям переданных сигналов и заметному снижению их уровня на выходе устройства. Потери мощности выходного сигнала ориентировочно оцениваются в . Так как при ОБП все сообщение передается в одной боковой полосе явление расфазирования отсутствует. Это расценивается как увеличение полезного эффекта по мощности раза. Таким образом общий выигрыш по мощности при переходе от АМ к ОБП составляет 8-16 раз. На практике амплитуда токов несущей и 2-й боковой полосы подваляется на 40дБ и более(100раз).

К недостаткам ОБП можно отнести следующее:

1). Необходимость высокой стабильности несущей частоты в передатчике и частоты гетеродина в приемнике.

2).жесткие требования к линейности статистической модулированной характеристики(СМХ), в особенности при многоканальной связи(чтобы комбинационные частоты не попадали в спектр соседнего канала). При этом схемы передатчика и приемника существенно не усложняются. Передатчики ОБП применяются в системах радиосвязи для передачи телеграфной, телефонной, факсимильной информации, а также в многоканальной радиосвязи.

Формирование сигналов ОБП.

Передатчики ОБП строятся по многокаскадной схеме. Колебания ОБП формируются в маломощном возбудителе, а затем усиливаются до заданного уровня мощности в каскадах, работающих с углом отсечки коллекторного тока , для уменьшения нелинейных искажений.

Основные способы формирования однополосных сигналов:

1). Фильтровой метод. При нем из спектра АМ сигнала, состоящего из несущей и 2-х боковых полос, отфильтровывают только одну из БП(например верхнюю). Однако требуется высокая крутизна спада АЧХ, поэтому используют фильтры.(фильтры электромеханические; кварцевые фильтры)

2), Метод повторной балансной модуляции. Один из реально применяемых методов. Используется в основном для мощных передатчиков, где требования к подавлению несущей и боковой полосы составляет>60дБ. В основу метода положен принцип постоянного увеличения разности между нижней и верхней боковыми полосами частот, что при подавлении несущей упрощает задачу фильтрации. В качестве балансных методов обычно применяют схему на основе 4-х диодов, включенных по кольцевой схеме.

3). Фазокомпенсационный(фазоразностный) метод. Если фазы напряжения возбудителя этих каскадов сдвинуты фазовращателем на угол , то в общей нагрузке токи несущей частоты взаимокомпенсируются и на выходе напряжение несущей отличается. Если кроме того модулированные напряжения сдвинуты на каждый из каскадов на такой же угол , постоянный во всем диапазоне частот модуляции, то в нагрузке сигналы одной из БП компенсируются, а в другой – суммируются. Какая из БП исчезает, зависит от знака . Практическое назначение нашли 3-х и 4-х фазные схемы.

Все методы формирования сигналов ОБП требуют достаточно сложную аппаратуру при высоких требованиях к ее параметрам.