8Лабораторная работа
Ц е л ь р а б о т ы: познакомиться со способами амплитудной модуляции радиосигналов, с преобразованиями спектров и с энергетическими характеристиками АМ-сигналов; познакомиться с разновидностями амплитудных модуляторов и принципами их функционирования; познакомиться с принципами демодуляции АМ-сигналов, со схемами и с основными характеристиками демодуляторов.
Введение
Для осуществления передачи сообщений (речь, музыка и пр.) с помощью высокочастотного колебания необходимо отобразить эти сообщения в изменениях того или иного параметра высокочастотного колебания – амплитуды, частоты или фазы.
Вид модуляции и модулируемый параметр определяют спектр радиосигнала, помехоустойчивость канала связи, уровень сложности системы, ее экономические характеристики и др. Поэтому проектировщик системы связи должен хорошо представлять особенности каждого вида модуляции и связанные с ним технические параметры.
Характеристики и способы формирования АМ-сигнала
При амплитудной модуляции, как следует из самого названия, в соответствии с передаваемым сообщением изменяется амплитуда Um высокочастотного колебания. Таким образом, передаваемое сообщение отображается в форме огибающей этого колебания, т.е.
uAM = Um(t)cos0t,
где – Um(t) функция, линейно связанная с передаваемым сообщением (низкочастотным сигналом).
Важно отметить, что простое сложение высокочастотного колебания U0cos0t с низкочастотным сигналом xm(t) не приводит к эффекту амплитудной модуляции. Поскольку основная идея модуляции заключается в перенесении спектра низкочастотного сигнала в область высоких частот, то, очевидно, в соответствии со свойством смещения спектров, необходимо перемножить модулирующий сигнал с немодулированной несущей. Убедимся в справедливости этого предположения.
Практическое задание 1
1
.
Выполните схему, изображенную на рис.1.
Здесь V1 – источник
модулирующего сигнала, а V2
– генератор напряжения несущей частоты.
В качестве перемножителя используйте
элемент MULT, взятый из
библиотеки abm.slb.
Параметры источников сигналов получите
у преподавателя.
2. Проведите моделирование устройства в течение двух периодов модулирующего сигнала; снимите временную диаграмму и спектр сигнала на выходе перемножителя.
3. Используя теорему Парсеваля, оцените среднюю мощность сигнала на выходе модулятора.
Полученные зависимости характерны для АМ-сигнала с подавленной несущей (DSB-сигнал). Такой сигнал часто применяют в системах управления, где модулятор и демодулятор расположены рядом, и один и тот же генератор может использоваться для модуляции и демодуляции. В противном случае для демодуляции требуется местный генератор (гетеродин), частота и фаза сигнала которого точно синхронизированы с частотой и фазой сигнала генератора несущей частоты. Это существенно усложняет схему демодулятора.
Добавление немодулированного сигнала несущей частоты к DSB-сигналу снимает рассмотренную выше проблему. Однако с энергетической точки зрения такой АМ-сигнал сильно проигрывает DSB-сигналу. Убедимся в этом.