14.1Сурет - тональды модуляция кезіндегі амплитудалық – модулирленген сигнал

Көлбеулердің бастапқы фазалары нольге тең деп алсақ, онда сигналдың АМ лездік мәні келесі түрде жазылады:

.

Берілген теңдеуді келесі түрге түрлендіреміз:

.

Формуладан сигналдың АМ спектрі екі бүйірлі жиіліктердің ₀ +  және ₀ -  тасушы ₀ ауытқуларының жиілігі барекенін көреміз.

Сигнал спектрі жиілікке қатынасты симметриялы, ал бүйірлі жиіліктің амплитудалары А₀m_AM / 2ге тең. Бұл жағдайда спектр ені 2 ге тең, ол модулирлейтін функция спектрінің енінен екі есе артық.

АМ кезінде сигнал қуатты барлық спектральды құраушылардың жалпы санына тең болғандықтан, ал жиілікпен құраушысы модулирлеуші функция турулы ақпаратқа ие болғандықтан, оның берілісіне арна арқылы передатчиктің қуаты босқа шығарылады. Бұл кемшілікті болдырмау үшін, тасушы жиілігі жоқ АМ қолданылады, ол балансты амплитудалық модуляция (БАМ) деп аталады. Бұл АМ түрінің сигналдық АМ лездік мәні келесідей болады:

.

АМ сигналының спектр симметриясының қасиеті бір ғана бүйірлі сызық берілітін бір сызықты АМ қолдануға береді. Бұл жағдайда АМ сигналының спектр ені екі есе кішірейеді, бірақ құрал күрделенеді.

АМ шамдарда, транзисторларда басқарылатын күшейту коэффициенті бар операционды күшейткіштерде жүзеге асады.

Байланыс арнадан сигнал берілгеннен кейін демодуляция жасау керек, яғни модулирленген жоғаоғы дәлдікті сигнал ішінде айқындалмаған орналасқан модулирлейтін x(t)функциясын алу.

Детектор түріне байланысты бір жартылай периодты және екі жартылайпериодты детектрлеу бөлінеді.

Демодуляция үрдісі бір жарты периодты және екі жарты периодты түзеткіш үрдісімен ұқсас. Түзетуден кейін түзеткіш шығысында ось қарағанда симетриялы емес пішінді ток пайда болады.

Бұл токтын орта мәні модуляция жиілігіне сәйкес өзгеріп отырады. Шығыста орналасқан гормрникалардың фильтрленуі қажет, бірақ фильтрді модулирленген функциясының сипатын беретін ток өзгерулерін түзетпейтін етіп тандау қажет: Модуляторды құрастырғанда алдынғы және кейінгі тізбектермен оның шығу және кіру кедергілерін келістіру қажет.

14,2 суретінде қарапайым бір жарты периодта демотулятордың схемасы, ал 14.3 суретінде демодуляция үрдісінің уақыт диаграммалары көрсетілген.

14.2. Сурет – бір жарты периодты демодулятор схемасы.

14.3 сурет –Демодуляция үрдісінің уақыт диаграммасы.

С_Ф және R_Н тізбектей қосылуы фильтрді құрайды. Бұл фильтр шығысты жоғары жиілікте шунтирлеп, модулирлейтін функция жиілігімен шығу кернеу өзгерулерін өткізу қажет. Оны орындау үшін келесі теңсіздік орындалу қажет:

;

мұндағы: _С – тасушы жиілік жилігі;

 - модуляция жиілігі;

14.2.2 Бұрыштық модуляция. Бұрыштық модуляция екі түрге бөлінеді: фазалық және жиілікті модуляция.

Фазалық модуляция (ФМ) электр емес өлшемдерін өлшеу үшін пайдаланады. Ол біліктегі айналу моментін өлшеу, доплер әсерімен өлшеу – қозғалыстағы объектілердің жылдамдығын анықтау (көліктер,жұлдыздар,сұйықтар).

Фазалық модуляция сигналы келесі формуламен суреттеледі:

;

мұндағы  - фаза девиациясы немесе ФМ нәтижесінің фазаның максимальды өзгеру ретінде анықталатын фазалық модуляция коэффициенті. Бірақ фаза модуляциясы сәйкес заң бойынша жиілік өзгеруін туғызады.

Лездік фаза тізбекті заң бойынша өзгереді деп алайық:

Онда сигналдың лездік жилігі тең:

.

Осылай x(t) заң бойынша фаза модулчяциясы заң бойынша жиіліктің өзгеруін тудырады.

Жиіліктің модуляциясы өлшеуіш техникада өткізгіштің арнасы немесе байланыс радиоарнасы бар әртүрлі телеөлшеуіш жүйелер параметрлері өзгеріп отыратын үлкен ұзындықты байланыс арнадан ақпаратты беру үшін арналған.редачи информации по каналам связи большой протяженности с изменяющими параметрами.

ЖМ кезінде x(t) моделирлейтін функция тікелей жиілікке әсер етеді, ал фаза өзгеруі – жиілік өзгеруі болып табылады.Лездік жиілік келесі заңмен өзгерсін:

;

мұндағы  - ЖМ нәтижесінде пайда болған жиіліктің максимальды өзгеруіне тең жиілік девациясы.

Онда сигналдың лездік фазасы тең:

.

Ал жиілікті – модулирленген сигнал формуласы келесі түрде:в следующем виде:

Сөйтіп соңғы формуладан, х(t) заң бойынша модуляция заң бойынша фаза модуляциясына әкеледі. ЖМ және ФМ арсындағы байланыс ЖМ сигналдарын алу үшін фазалық модуляторларды пайдалануға мүмкіндік береді.

Гармоникалық сигналдардың ЖМ ең кең тараған түрі. Модулирлейтін функцияның қарапайым жағдайын қарастырайық:

.

Онда жиілікті – модулирленген сигнал теңдеуі мынандай:

;

мұндағы - ЖМ кезіндегі бастапқы фазаның максимальды ауытқуына тең жиілікті модуляция индексі.

УҚТ – дағы радиобайланыс кезінде жиілікті модуляция индексі мыңдаған радианға жетеді.

Жиілікті модулирлеу кезінде келесі: - - өлшемнің үлкен мәні үлкен мәні бар, ол – жиіліктің қатынасты өзгеруі немесе жиілікті модуляция тереңдігі.

Өлшеуіш аспаптарда m_ОТН мәнінің қажеті зор. Ол модуляция кезінде жиілікті спектрді кеңейту арқылы минимальды қателіктерді алуын қамтамасыз етеді(- 5  15%).

Жиілікті модуляция спектірін анықтау үшін Бессель функциясын пайдаланады. Қарапайым синусоидалық модуляцияда ЖМ спектрі шексіз кең және сызықты болады. Спектральды сызықтар арасындағы қашықтық . Тең. Әр спектральджы құраушының амплитудасы m_ЧМ өлшемімен анықталады және ₀ құраушысынан қашықтығы К деп белгіленген ЖМ кезінде амплитудалар спектрі ₀ мен салыстырғанда симметриялы, ал фазалық спектр симметрилы емес: Тәжірбие жүзінде ЖМ спектрін спектральды құраушыларын елемей шектеуге болады. Онда спектрдің нақты ені келесідей:

Осыдан, жиілікті модуляцияның кіші индекстерінде (m_ЧМ  1) спектрінің нақты ені тең:

.

Жиілікті модуляцияның үлкен индекстерінде (m_ЧМ  1) спектр ені тең:

14.2.3 Жиілікті демодуляция. Жиілікті демодуляцияның барлық әдістері жиілікті-модулирленген сигналы амплитудалық детектор көмегімен детекторлейтін амплитудалық модуляция сигналына алдын ала түрлендіруге негізделген осындай түрленудің мысалы 14.4 суретінде көрсетілген. Бұл дискриминатор схемасы.