
- •Радиотехнические цепи и сигналы
- •Введение
- •Тема 1.1. «Общие сведения о сигналах и их спектральный анализ»
- •Занятие 1.1.3. Спектральный анализ детерминированных сигналов
- •Занятие 1.1.5. Спектральный анализ непериодических сигналов
- •Преобразования Фурье
- •Соотношение между спектрами одиночных и периодических сигналов
- •Энергетический спектр сигнала
- •Занятие 1.1.7. Спектральные плотности типовых элементарных сигналов
- •Дельта импульс
- •Гауссов импульс
- •Тема 1.2. Радиосигналы и их спектральный анализ Занятие 1.2.1. Амплитудно-модулированные сигналы
- •3 Картинки
- •2 Картинки
- •2 Картинки
- •Радиосигналы с угловой модуляцией
- •2 Картинки
- •Тема 1.3. Дискретные и цифровые сигналы
- •1.3.1. Общие сведения о дискретных и цифровых сигналах
- •Дискретизация и квантование. Классификация дискретных сигналов
- •3 Картинки
- •3 Картинки с односторонней и двусторонней шим
- •3 Каритнки с фазоимпульсной и частотно-импульсной модуляцией
- •1.3.2 Спектральный анализ дискретных сигналов
- •1.3.3. Цифровые сигналы
- •Радиотехнические цепи
- •Характеристики и уравнения пассивных и активных элементов цепи
- •2.1.2 Переменный (гармонический) ток и его основные характеристики
- •2 Картинки
- •3 Картинки
- •Действующее и среднее значение гармонических величин
- •2 Картинки
- •Метод комплексных амплитуд
- •Тема 2.2. Четырёхполюсники Занятие 2.2.1. Уравнения и системы параметров четырёхполюсников
- •Вторичные параметры и схемы соединений четырехполюсников
- •Частотно-избирательное свойство линейных цепей. Электрические фильтры Занятие 2.3.1. Общие сведения частотно-избирательных цепях
- •Электрические фильтры
- •Частотные характеристики основных типов фильтров
- •Тема 2.6. Связанные колебательные контуры Занятие 2.6.1. Связанные колебательные контуры
- •Передача и преобразование сигналов линейными цепями Метод дифференциальных уравнений
- •4 Рисунка
- •3. 5. Цифровые фильтры
Тема 1.2. Радиосигналы и их спектральный анализ Занятие 1.2.1. Амплитудно-модулированные сигналы
Вопросы:
Спектральный анализ АМ сигналов
Энергетика АМ сигналов
Однополосные АМ сигналы
Спектральный анализ АМ сигналов
Амплитудная модуляция – самый простой и широко используемый в радиотехнике вид модуляции.
Амплитудно-модулированный сигнал – это высокочастотное колебание, амплитуда которого изменяется по закону передаваемого сообщения.
Основной параметр амплитудно-модулированного сигнала – это глубина модуляции. Его смысл хорошо понятен и нагляден при однотональной модуляции.
Однотональная модуляция – это такая модуляция, у которой управляющий сигнал – гармонический.
Тогда
амплитудно-модулированный сигнал
- глубина модуляции
Глубина модуляции – отношение максимального приращения амплитуды к амплитуде несущего колебания.
3 Картинки
Очевидно, что m может изменяться в пределах от 0 до 1.
КАРТИНКА – последовательность прямоугольных импульсов тоже может рассматриваться как АМ сигнал со 100% глубиной модуляции.
Определим
спектральный состав простейшего АМ
сигнала. Для этого в выражении
произведём почленное умножение, причём
учтём, что
КАРТИНКА
Высота боковой составляющей не может превышать половину несущей.
КАРТИНКА ФАЗОЧАСТОТНОГО СПЕКТРА
Рассмотрим ситуацию, при которой модулирующий сигнал многотональный, т.е. в его спектре много гармоник.
- парциальный
коэффициент модуляции
Он учитывает вклад в приращение амплитуды несущего колебания каждой модулирующей гармоники.
Сумма парциальных коэффициентов не больше 1.
Таким образом, если в составе модулирующего колебания N гармоник, то в спектре амплитудно-модулированного сигнала 2N + 1 гармоник.
2 Картинки
Рассмотрим самый общий случай, когда спектр модулирующего колебания не обязательно дискретный. В этом случае надо оперировать понятием спектральной плотности.
Задача: зная спектральную плотность огибающей, найти спектральную плотность радиосигнала. Для этого применим прямое преобразование Фурье.
Рассматривая модуль спектральной плотности, можно записать
Пусть управляющий сигнал – прямоугольный импульс.
2 Картинки
Если выполняется
условие, что
,
то для области положительных частот
можно записать, что
Энергетика АМ сигнала
Установленная связь, между спектральной плотностью радиосигнала и огибающей позволяет сделать вывод, что ширина спектра радиосигнала примерно равна двум ширинам спектра модулирующего сигнала
Есть исключения.
КАРТИНКА
Рассмотрим
энергетические соотношения в АМ сигнале.
Пусть передатчик работает на антенну
сопротивлением
.
В режиме молчания по станции протекает
ток
При гармоническом модулируемом колебании средняя мощность за период модулирующего колебания (телефонная) определится следующим образом:
Т.е. при 100% модуляции мощность телефонная в 1,5 раза больше мощности в режиме молчания. При этом только 33,3% приходится на долю боковых составляющих, в которых заключена вся информация.
Средняя мощность
за период несущего колебания называется
телеграфной и она не постоянна. В те
моменты времени, где ток минимальный
и мощность будет равна 0.
Когда же ток будет
максимальным, (m
= 0), то мощность будет равняться
.
Т.е. мощность передатчика колеблется в
больших пределах от 0 до 4 мощностей
передатчика в режиме молчания. Для
передатчика это очень плохо.
Неэффективное использование мощности – основной недостаток АМ сигнала. Малая ширина спектра и простота реализации – основное достоинство АМ сигнала.