Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Основы РЭА_лекция 3-тезисы

.doc
Скачиваний:
37
Добавлен:
26.03.2015
Размер:
771.07 Кб
Скачать

Основы РЭА, Флёров А.Н, 2013

Лекция №3 тезисы

Аналоговая электроника.

Преобразователи спектра.

(Модуляторы, демодуляторы, преобразователи частоты)

Пример: Обобщенная структурная схема канала передачи информации.

Рис. 3.1 Обобщенная структурная схема канала передачи информации

λ(t)-сигнал сообщения x(t)-сигнал генератора без модулятора (сигнал переносчик) s(t)- сигнал генератора с модулятором ξ(t)-собственные помехи канала распределения y(t)-сигнал с помехой λ*(t)-оценка принимаемого сигнала

Генератор генерирует x(t)- сигнал переносчик

x(t)=x(t,ai,a1,…,an) a1,…,an- параметры сигнала ai - параметр селекции {an}-информационные параметры

Модуляция - изменение информационного параметра сигнала переносчика по закону передаваемого сообщения.

S(t)=M[λ(t),x(t)] (3.1)

Пример: (3.2)

Параметр селекции - частота

Информационные – А, …..

Говорят об амплитудной частотной или фазовой модуляции.

Импульсное радио – сигнал источника, высокочастотный радиоимпульс (моноцикл).

Физические каналы распространения - двухпроводная линия, кабель, оптоволоконная линия, гидроакустический канал, радиоканал.

Т.У.С. – усиливает, выбирает (селекция), понижает частоту (для эффективной демодуляции).

Выделение информационного параметра из сигнала переносчика – демодуляция

λ*(t)=D[y(t)] (3.3)

Справка из ТОЭ:

Электрические цепи: - линейные; - параметрические;

- нелинейные;

Линейные цепи описываются линейными дифференциальными уравнениями (с постоянными коэффициентами), порядок зависит от числа реактивных элементов.

Параметрические цепи – один или несколько элементов являются функцией времени, описываются дифференциальными уравнениями, коэффициенты которых зависят от времени.

Нелинейные цепи описываются нелинейными дифференциальными уравнениями, где коэффициенты зависит от входных и выходных воздействий.

В линейных цепях не меняется частотный спектр, но меняются амплитудный и фазовый спектры (искажения).

Параметрические цепи добавляют новые спектральные составляющие. Частотный состав не зависит от величины входного и выходного воздействия.

Нелинейные цепи также обогащают выходной спектр, но амплитудный спектр зависит от величины входного и выходного сигнала.

Для модуляторов и демодуляторов используются нелинейные и параметрические цепи.

Когерентные демодуляторы строят с использованием параметрических цепей, некогерентные – нелинейные цепи.

Модуляторы. Демодуляторы, преобразователи частоты

Модуляторы

Модулятор - преобразователь спектра исходных сигналов,

Модулятор – устройство, предназначенное для получения

высокочастотных колебаний, у которых один из параметров изменяется

по закону модулирующего сигнала (низкочастотного).

Амплитудный модулятор

Модулируется (изменяется) амплитуда сигнала

Структурная схема

Рис. 3.2 Структурная схема амплитудного модулятора

К –коэффициент передачи от входа х до выхода у.

Рис. 3.3 преобразование спектра при АМ модуляции

Преобразования сигнала при АМ модуляции см. рис.2.2а и 2.2.б

Принципиальных схем АМ – множество (реализаций стр. схемы рис.3.1)

Пример:

пример амплитудного модулятора

Рис. 3.4 пример амплитудного модулятора

Транзистор включен по схеме с общим эмиттером

КУ=Y21ZН (3.4)

Uвых=КУUвх (3.5)

Y21~ IК --> Iк ~ f(Uсм) (3.6)

= определяется рабочей точкой транзистора

Uсм=Uсм= +Uсм (t) меняет IК --> КУ --> Uвых ,

т.е. происходит модуляция (Uам) (3.7)

Частотный модулятор

Модулируется (изменяется) частота сигнала

Существуют прямые и косвенные методы формирования ЧМ колебания.

Прямой метод – непосредственное воздействие на частоту сигнала генератора.

Рис. 3.5 преобразование спектра при ЧМ модуляции

Рис. 3.6 структурная схема частотного модулятора

Пример:

Пример частотного модулятора (реализаций множество)

Рис. 3.7 пример схемы частотного модулятора

Автогенератор на транзисторе VT1, элементах Lк, Св, С’, C”, Rн вырабатывает выходное напряжение синусоидальной формы с частотой fр( при U(t)=0.

Lдр – развязка НЧ сигнала Ut) и контура генератора Lк, Св, С’, C”

Рис. 3.8 модуляция емкости варикапа

, (3.8)

При изменении U() ~ Св ~ fр генератора т.е. ЧМ модуляция

Демодуляторы (детекторы модулированных колебаний)

Демодулятор – устройство, предназначенное для выделения из

модулированного сигнала модулирующей функции.

Демодулятор (детектор модулирующих колебаний) – устройство, предназначенное для выделения из модулированного сигнала модулирующей функции

исходный сигнал АМ – демодулятор АМ;

исходный сигнал ЧМ – демодулятор ЧМ;

исходный сигнал ФМ – демодулятор ФМ;

Рис.3.9 Временная и частотная область при демодуляции АМ сигнала

Амплитудный детектор

Когерентный;

Некогерентный.

Когерентный амплитудный детектор

Параметрическая цепь – Х (умножитель аналоговых сигналов)

Рис.3.10 структурная схема КАМ

- АМ сигнал (3.9)

- опорное напряжение (3.10)

-до фильтра (3.11)

Uвых~ - после фильтра (3.12)

Из видно 3.9: Uвых зависит от , поэтому и называется синхронным АМ детектором

При =0  Uвых ~ = максимальное (3.13)

Некогерентный детектор АМ

нелинейная цепь – диод (м.б. другие)

Рис.3.11 принципиальная схема, простейшая

Рис.3.12 токи и напряжения в схеме

τзар = rдCп

τразр = RнCн τразр>>τзар (3.14)

Uн повторяет огибающую АМ на рис.3,9 (нижний)

7