2.3. Структура ам-модулятора

Амплитудные модуляторы реализуются на основе преобразо­вания спектра суммы двух сигналов с помощью нелинейного элемента. Схема простейшего амплитудного моду­лятора показана на рис. 4.4. В нем в качестве нелинейного эле­мента применяется диод, вольт-амперная характеристика кото­рого аппроксимируется полиномом второй степени.

Рис. 4.4

Для получения АМ-сигнала необходимо выделить колебания с частотами , и , что реализуется с помощью колебательного контура, настроенного на частоту .

2.4. Структура ам-демодулятора

Под демодуляцией по­нимают преобразование модулированного сигнала S(t) в модулирующий сигнал A(t). Данный процесс реализуется в нелиней­ных устройствах, поскольку он связан с по­лучением низкочастотных колебаний на основе высокочастотно­го сигнала.

Для демодуляции АМ-сигнала можно применить нелинейный преобразователь, на выходе которого вклю­чен фильтр, пропускающий только низкочастотные составляющие спектра. Схема простейшего амплитудного демоду­лятора показана на рис. 4.5, где диод - нелинейный преобразователь, а цепь RC – низкочастотный фильтр.

Рис. 4.5

2.5. Балансная модуляция

Как уже отмечалось, значительная доля мощности АМ-сигнала сосредоточена в несущем колебании, которое не несет никакой полезной информации и в процессе модуляции не изменяется. Следовательно, для более эффективного использования мощно­сти передатчика можно формировать модулированные сигналы с подавленным несущим колебанием.

Вид гармонической модуляции, в результате которой спектр сигнала содержит только две боковые полосы и не имеет колебания на несущей частоте, называется балансной модуляцией. В отличие от АМ-сигнала, БМ-сигнал имеет вид:

(4.11)

Из этого выражения видно, что БМ-сигнал содержит две составляющие с одинаковыми амплитудами и частотами, равными верхней и нижней боковым частотам. (fig. 4.6).

Рис. 4.6

Для формирования БМ-сигнала может применяться схема, представленная на рис. 4.7.

Рис. 4.7

При балансной модуляции мощность передатчика используется эффективнее, чем при ам­плитудной модуляции, однако БМ широкого примене­ния не находит из-за сложности восстановления несущей частоты на приеме.

2.6. Демодуляция сигналов с балансной модуляцией

Сигналы с балансной модуляцией в отличие от АМ-сигналов не содержат колебаний на несущей ча­стоте. Поэтому при их демодуляции необходимо использовать особый вид преобразования, при котором в спектр БМ-сигнала вводится недостающее колебание, формируемое с помощью от­дельного генератора. Такой метод приема сигнала получил название синхронного детектирования.

Для реализации данного метода принимаемый сигнал S(t) пе­ремножается с колебанием y(t), которое вырабатывается генера­тором приемника:

(4.12)

В результате пе­ремножения получается:

(4.13)

В случае, когда удается обеспечить равенство , получается:

(4.14)

Для перемножения применяется нелинейное устройство, аналогичное амплитудному пре­образователю.

Затем полученный сигнал b(t) про­пускается через фильтр нижних частот и получается:

(4.15)

Фактически схема демоду­лятора идентична схеме модулятора БМ-сигнала и отличается только тем, что при передаче на вход перемножаю­щего устройства поступает низкочастотное модулирующее коле­бание, а на приемной стороне получают прошедший по каналу связи высокочастотный сигнал. Кроме того, на выходе де­модулятора имеется фильтр нижних частот.

Основной недастоток БМ заключается в необходимости точной синхронизации частоты и фазы местного генератора относительно принимаемого сигнала.