24. Модуляция

Процесс воздействия на носитель сообщения для изменения его параметров в целях создания сигнала, называют модуляцией., является необходимым условием передачи сведений о чем-либо, т.к. без нее не может возникнуть сигнал.

Для передачи информации используют постоянный, переменный синусоидальный и импульсный токи, вследствие чего способы модуляции имеют характерные особенности.

Постоянный ток. Постоянный ток (или напряжение) имеет только один параметр, который можно изменять, - силу тока (или напряжения), поэтому возможен только один способ модуляции постоянного тока – изменения его значения. Сигналы, создаваемые путем модуляции постоянного тока, являются непрерывными и используются для передачи информации о непрерывных величинах по рассмотренной ранее схеме (рис.1).

Переменный синусоидальный ток. (или напряжение)

(4)

характеризуется тремя параметрами: амплитудой U₀, частотой f₀ и фазой ₀.

Формула (4) отражает закон изменения носителя информации – переменного напряжения – до начала его модуляции. (символы параметров фазы с индексом 0 (нуль)).

Изменения параметров переменного напряжения (одного или в комбинации) является его модуляцией и создает сигнал для передачи информации. Используют три вида модуляции синусоидального напряжения или тока: амплитудную, частотную и фазовую.

25. Амплитудная модуляция.

Рис. 4. Амплитудная модуляция синусоидальных колебаний

Кривая u=u(t) дает закон изменения во времени носителя информации. До момента t₁ (начала модуляций) и после момента t₂ (конца модуляций) носитель изменяется по синусоидальному закону (4).

Кривая f(t) – закон изменения непрерывной величины, информацию о которой необходимо передать. Для этой цели необходимо иметь преобразователь, на выходе которого создавалось бы электрическое напряжение, изменяющееся по закону , где U постоянная величина, не превышающая амплитуды носителя U₀, k – множитель, выбираемый из условия kf(t)  1.

Отношение называют глубиной модуляции.

напряжением U воздействуют на амплитуду колебаний носителя сообщений так, чтобы она увеличилась или уменьшилась в зависимости от модуля и знака напряжения U. В рез-е получается, что носитель будет изменяться уже по закону

,

т.е. с амплитудой, изменяющейся во времени. Огибающая амплитуд носителя будут изменяться потому же закону, что и напряжение U, закон которого отличается от закона f(t) только масштабом числовых значений.

Модулированное по амплитуде переменное напряжение, пройдя канал связи, поступает на демодулятор в виде одно- или двухполупериодного выпрямителя с фильтром, на выходе которого получается постоянное напряжение, изменяющееся по тому же закону f(t), что и предмет сообщения.

Частота колебаний носителя должна быть больше частоты наивысшей гармонической составляющей процесса изменения во времени величины f(t), сведения о которой подлежат передаче.

27. Частотная модуляция.

Амплитуда гармонических колебаний при частотной модуляции остается неизменной, а частота изменяется по закону: (5)

где  - постоянная величина, не превышающая ₀; k- множитель, выбираемый из условия kf(t)1; f(t) – закон изменения во времени непрерывной величины, сообщение о которой нужно передать.

Мгновенное значение переменного синусоидального напряжения вместо обычной формы можно представить в таком виде: (6)

где – мгновенное значение фазы.

Если частота постоянна, то если частота непостоянна, то Для синусоидального колебания, модулированного по частоте, (6) принимает вид

подставляя сюда выражение для  из (5), получим (7)

Приняв синусоидальное колебание, модулированное по частоте, получатель сообщения может изменить частоту частотомером. Показания прибора в этом случае будут изменяться по закону, представляемому формулой (5), т.е. отклонение частот от уровня ₀ окажутся изменяющимися пропорционально f(t).