20.Формирование чм сигналов.

(рис)При высокой модулирующей частоте распространение получил безынерционный электронный способ управления емкостью. Для управления к контуру подключается варикап - полупроводниковый диод, емкость которого зависит от напряжения, приложенного в направлении запирания перехода. Конденсатор Ср соединяет на высокой частоте варикап с емкостью контура С и подбирается так, чтобы его сопротивление было малым на высокой генерируемой частоте и большим на частоте модулирующего сигнала. Начальная емкость варикапа С₀ определяется U₀, которое совместно с модулирующим напряжением U_m (t) подается к варикапу через дроссель. Дроссель необходим для предотвращения замыкания высокой генерируемой частоты через источники смещения и модулирующего напряжения. U_m (t) определяет запирающее напряжение на варикапе, следовательно, меняется емкость варикапа и генерируемая частота. При заданных значениях средней частоты w₀ и частотного отклонения ∆w требуемое изменение емкости ∆С можно найти из ф-лы резонансной частоты колебательного контура

w₀=1/√ LCк, w₀₊∆w=1/√ L(Cк +∆С) = w₀/1/√1+∆С/ Cк, где Cк=С+ С₀ – средняя емкость контура

Поделим на w₀ ∆С/ Cк=-2∆w/ w₀ +(∆w/ w₀)²/(1+∆w/ w₀) ²

Линейному относительному изменению емкости ∆С/ Cк соответствует нелинейное изменение частоты ∆w/ w_0. однако, если ∆w/ w₀ « 1, то ∆С/ Cк ≈ -2∆w/ w₀ Для получения линейной ЧМ емкость нужно менять по з-ну модулирующего сигнала ∆С=К U_m (t). Знак минус означает, что при увеличении емкости, генерируемая частота уменьшается.

21.Дискретная модуляция гармонической несущей (манипуляция). Амплитудная, частотная и относительная фазовая манипуляция. Временные диаграммы манипулированных сигналов.

Дискретная модуляция является частным случаем модуляции гармонической несущей, когда в качестве модулирующего используют дискретный сигнал U(t) (кодовая комбинация). Эту модуляцию называют манипуляцией. Различают АМн, ЧМн, ФМн, ОФМн. При двоичном коде модулирующий сигнал принимает 2 значения U₁ и U₂, которые соответствуют передаче 1 и 0. Модулированный сигнал при этом также будет принимать два значения S₁ и S₂. Если число символов кодовой комбинации >2, то Мн называют троичной, четвертичной и т. д , или многопозиционной.

АМн: Для таких сигналов характерно скачкообразное изменение амплитуды несущего колебания. АМн можно рассматривать как модуляцию сигнала с бесконечным спектром. При модуляции формируются нижние и верхние боковые составляющие, так как каждая гармоника спектра выступает в роли «несущей». Энергия двоичного АМн сигнала в пределах единичного интервала или равна 0, или не равна 0, и поэтому их называют сигналами с пассивной паузой. Она применяется в импульсной радиолокации, в системах передачи данных.

ЧМн: Несущее колебание с частотой ω ₁= ω_Н + ∆ω соответствует сигналу U₁, а колебание с частотой ω ₂= ω_Н - ∆ω соответствует сигналу U₂, то есть для передачи ЧМн сигнала достаточно двух частот. Энергия двоичного ЧМн сигнала в пределах любого единичного интервала не равна 0, поэтому их называют сигналами с активной паузой. Спектры сигнала сосредоточены в полосе частот ω ₁ и ω ₂. Используется в системах сотовой связи.

ФМн: При ФМн девиация фазы ∆φ выбрана равной π, так как при этом обеспечивается наибольшее различие между сигналами S₁ и S_2. В связи с этим фаза несущей меняется на 180⁰ при каждом переходе от U₁ к U₂ и, наоборот, то есть U₂ к U₁. Если фаза сигнала, относящаяся к разным символам, отличается на 180⁰, то ФМн называется однократной, если на 90⁰, то двухкратной и т. д. Кратность определяется по формуле: n=180⁰ / (φ₁ – φ₂), где φ₁ – φ₂ - это минимальная разность фаз между сигналами разных символов. Помехоустойчивость систем с ФМн намного лучше, чем АМн и ЧМн, так как сигналы разных символов отличаются друг от друга по знаку, что облегчает прием при наличии помех. Используется в телеграфе, передаче данных.

ОФМн: Фаза несущего колебания при ОФМн изменяется на 180⁰ при передаче 1 (U₁) и остается неизменной при передаче 0 (U₂), или, наоборот, при 0 – изменяется, а при 1 – нет.

Сигналы S₁ и S₂ являются отрезками гармонических колебаний, поэтому их спектры хотя и бесконечны, но сосредоточены вблизи частот ω ₁, ω ₂ и ω _Н.

АМн (ширина спектра) – 2В×∆f_m. ЧМн – 2(В + ∆f_д). ФМн и ОФМн – 2В. Где В – скорость модуляции, ∆f_д – девиация частоты.