37. Радиоприем однополосных сигналов

Преимуществами однополосной передачи являются:

1. Сужение спектра в 2 раза, что увеличивает пропускную способность канала связи.

2. Более эффективное использование мощности передатчика.

3. Повышение устойчивости к селективным замираниям несущей сигнала, т.к. она отсутствует.

Сущность однополосной модуляции состоит в переносе спектра модулирующего сигнала, спектр которого находится в области частот от F_min до F_max, или в область частот f_c+F_min .. f_c+F_max (верхняя боковая), или в область частот f_c-F_min .. f_c-F_max (нижняя боковая), где f_c – частота подавленной или ослабленной несущей.

В приемнике осуществляется обратный процесс.

Сказанное иллюстрируется рисунком 7.10.

Рисунок 7.10 – Спектральные диаграммы модулирующего сигнала и сигнала однополосной

модуляции (А) - верхняя боковая, Б) – нижняя боковая)

Радиоприемное устройство для приема однополосных сигналов состоит из главного тракта приема и демодулятора ОБП (рисунок 7.11)

Рисунок 7.11 – Укрупненная структурная схема радиоприемника

Структурная схема демодулятора однополосного сигнала приведена на рисунке 7.12. Принцип работы демодулятора основан на переносе спектра однополосного сигнала в область частот модуляции F_min..F_max. Эту операцию выполняет преобразователь частоты, у которого частота гетеродина равна частоте несущей. В демодуляторе этот гетеродин называют генератором восстановленной несущей (ГН). Этот генератор включен в кольцо ФАПЧ. Подстройка частоты генератора осуществляется по остатку несущей (ОН), который выделяется узкополосным фильтром остатка несущей. Остаток несущей также используется для АРУ.

Рисунок 7.12 - Структурная схема демодулятора сигнала ОБП

38. Радиоприем частотно модулированных сигналов. Прохождение чм сигнала через селективный тракт приемника

Пусть на входе селективного тракта действует ЧМ-сигнал с постоянной амплитудой и мгновенной фазой, изменяющейся по синусоидальному закону

,

где -средняя частота ЧМ сигнала, -индекс частотной модуляции, -частота модуляции.

Мгновенная частота этого сигнала равна

,

где - максимальное отклонение частоты от ее среднего значения.

Разделив обе части последнего выражения на 2π, получим

.

Рисунок 7.13 – АЧХ и ФЧХ селективного тракта приемника и временные зависимости коэффициента передачи фазового сдвига, вносимого трактом

Из рисунка видно, что при изменении отклонения частоты по косинусоидальному закону из-за неидеальности АЧХ селективного тракта его коэффициент передачи изменяется во времени с удвоенной частотой модуляции

.

В результате на выходе селективного тракта действует сигнал, модулированный не только по частоте, но и по амплитуде. Это приводит к нелинейным искажениям сигнала на выходе частотного детектора. Для их устранения необходимо использовать амплитудный ограничитель перед частотным детектором.

Из-за нелинейности ФЧХ вносимый селективным трактом фазовый сдвиг изменяется по закону, отличному от косинусоидального

Этот фазовый сдвиг приводит к приращению отклонения частоты ЧМ – сигнала, которое равно

.

Таким образом, из-за нелинейности ФЧХ появляется третья гармоника отклонения частоты ЧМ - сигнала от среднего значения, что приводит к нелинейным искажениям сигнала на выходе частотного детектора.