13.Детектирование амплитудно-модулированных сигналов.

Извлечение информации из модулированного радиочастотного сигнала основано на детектировании. Схема детектирования выглядит следующим образом:

Наведенный высокочастотный сигнал в антенне трансформируется в контуре L₁, L₂, C.Причем контурL₂C настроен в резонанс с несущей частотойω₀. Таким образом, высокочастотный сигнал резко возрастает в амплитуде. Основой детекторной схемы служит диодVD1 и высокочастотный фильтрС_фR_ф.В качестве диодов рекомендуется использовать диоды Шоттки, так как у них минимальная зона нечувствительности.

U_кр=0.8 B

U_гер=0.4 B

Диод выпрямляется высокочастотный сигнал, отсекая нижнюю составляющую. Продетектированный сигнал проходит на фильтр низких частот. Ввиду малого комплексного сопряжения конденсатора к ВЧ сигналам. ВЧ сигнал закорачивается на землю, а в усилитель НЧ на VT2 проходит верхняя огибающая, несущая информацию, где усиливаются до необходимого уровня.

Недостатки данного типа схемы:

1. относительная дороговизна VT1 и VT2;

2. необходимость точного согласования одновременно настраиваемых LC контуров;

3. затруднено применение пьезофильтров с крутыми фронтами ПП, что обычно очень желательно.

Решению этих проблем способствует применение гетеродинного приемника.

Блок – схема:

1 – резонансный ВЧ усилитель;

2 – гетеродин (локальный генератор, который настроен на определенную частоту)

3,5 – усилители промежуточной частоты;

4 – пьезоэлектрический фильтр;

6 – детектор с НЧ фильтром;

7 – усилитель низких частот.

Поступающий сигнал усиливается одним каскадом ВЧ усилителя и смешивается с сигналом гетеродина. Получается сигнал фиксированной промежуточной частоты. Сигнал такой частоты удобен для дальнейших преобразований. Далее следует набор резонансных усилителей с фиксированной настройкой на ПЧ, и содержащих такие селективные элементы, как пьезофильтры. Схема заканчивается детектором и усилителем звуковых частот. Настройка данного приемника происходит за счет изменения частоты гетеродина Аким образом, чтобы при смешении любой входной частоты получалась фиксированная ПЧ, на которой усиление и чувствительность максимальна. Необходима настройка ВЧ усилителя с генератором гетеродином.

Диапазон АМ [0.06-30] МГц.

14.Угловая модуляция

Частотно – и фазомодулированные сигналы получаю при изменении в несущем гармоническом сигнале либо частоты ω, либо начальные фазыφ₀. При этом амплитуда остается постоянной.

U_H(t)=U₀cos(ω₀t+ φ₀);

A= U₀=const.

ψ=ωt+φ₀ – полная фаза ВЧ колебаний.

Изменение мгновенной частоты ω определяется при частотной модуляции:

ω=ω₀+Δω_д ∙cosΩt, где

Δω_д – девиация частоты, отражающая изменение частоты у несущей в зависимости от амплитуды модулирующего сигнала.

Частотная модуляция:

Δω_д=k∙U_m; S(t)= U₀∙cosΩt;

ψ(t)= ω₀+Δφ_д ∙cosΩ+φ₀; Δφ_д=k∙U_m;

где

т – индекс частотной или, в общем случае, угловой модуляции..

Фазовая модуляция:

Оба вида модуляции изменяют как мгновенную частоту, так и фазу модулирующего сигнала. Однако параметры Δφ_д и Δω_д по-разному зависят от частоты модулирующего сигнала Ω.

Частотная модуляция: Фазовая модуляция:

Спектры частотной и фазовой модуляции.

1. m<<1

- узкополосный частотно-модулированный спектр.

2. m>>1. Увеличивая число боковых составляющих спектра на частотах, кратных модулирующей частоте Ω.

, где

I_k– функция Бесселя, определяющая амплитуду частотных составляющих.

Чем больше т, тем больше спектр.

Δf_сп=2∙Δω_д+2∙Ω=2(m+1) ∙Ω, приm>>1, Δf_сп≈2∙Δω_д.

При увеличениитпроисходит перераспределение мощности. При определенном значениитможно добиться, чтоω₀=0, и вся мощность сосредоточиться на боковых составляющих.

Диапазон частотной модуляции (88÷108) МГц – УКВ.

Преимущества ЧМ перед АМ:

• большая помехоустойчивость;

• высокое качество передачи.

Частотную модуляцию применяют для передачи звукового сопровождения телевизионных программ.

Схемы частотной и фазовой модуляции могут быть прямые и косвенные.

При ЧМ прямым методом происходит непосредственное воздействие на автогенератор, выдающий колебания с определенной частотой.

При ФМ прямым методом воздействия на ВЧ усилитель, определяющий фазу колебаний:

Из ФМ можно получить ЧМ, ведя интегратор:

ФМ косвенным методом: вводится дифференцирующая цепочка и на выхде получаем ФМ:

Схемы частотной модуляции.

Наиболее часто применяют ЧМ на основе варикапа (полупроводникового диода с обратно смещенным р-п-переходом).

Частотная модуляция прямым способом:

Делитель на R₁, R₂ обеспечивает активную область транзистораVT1в режиме ВЧ усилителя. КонтурL₁C₁C₂образует положительную обратную связь, в результате чего транзисторный каскад преобразуется в автогенератор с частотойf₀ (частота автогенератора при отсутствии информационного сигнала).

Модулирующий сигнал U_m, несущий информацию, трансформируясь через транзистор, изменяет ёмкость варикапаVD1, в результате чего изменяется частота автогенератора.

U_m~C_VD1~f_Г.

Выходной сигнал представляет собой падение напряжения ВЧ дросселя ДP1.