30. Коэффициент амплитудной модуляции и измерение его пиковых значений.

АМ сигнал при модулирующей функции в виде произвольного периодического напряжения может быть представлен как

, (6.27)

где  - частота первой гармоники модулирующего колебания,

- амплитуда колебаний несущей частоты ₀.

Графически АМ сигнал можно представить следующим образом (рисунок 6.23):

Рисунок 6.23 – Графическое изображение АМ сигнала

Выражение (6.27) и графическая интерпретация АМ сигнала (рисунок 6.23) показывают, что параметром, количественно характеризующим глубину АМ, может являться коэффициент амплитудной модуляции (КАМ), численно равный , (6.28)

где – амплитуда n-й гармоники модулирующего колебания.

Величину принято называть парциальным КАМ, причем в практических случаях наибольший интерес представляет значение КАМ по первой гармонике . Помимо , регламентируются следующие значения КАМ: Среднее значение КАМ, численно равное (рисунок 6.23)

, (6.29)

пиковые значения КАМ, определяемые как (рисунок 6.23)

; (6.30)

и измеряемые раздельно «вверх» (+) и «вниз» (-).

Можно показать, что в общем случае эти значения связаны между собой соотношением:

При синусоидальной АМ

Рассмотренные значения КАМ являются основой для практической реализации двух основных типов измерителей КАМ, которые называются модулометрами: модулометры, измеряющие ;модулометры, измеряющие и .

Измерение пиковых значений КАМ

Модулометры, измеряющие и , базируются на методе двух вольтметров. Идея метода заключается в детектировании АМ сигнала с измерением одним вольтметром значения , а другим (пиковым) вольтметром – пиковых отклонений модулирующего напряжения, «вверх» и «вниз». В зависимости от диапазона несущих частот модулометр может представлять собой приемник прямого усиления или супергетеродинный приемник. Серийно выпускаемые приборы, как правило, являются широкодиапазонными и сочетают в себе приемники обоих типов. Таким образом, типовая структурная схема модулометра упрощенно может быть представлена в следующем виде (рисунок 6.25):

Рисунок 6.25 – Структурная схема модулометра, измеряющего пиковые значения КАМ

Как видно из рисунка 6.25, перед детектированием АМ сигнал усиливается с помощью УПЧ. На вход УПЧ он поступает (в зависимости от величины ) либо через преобразователь частоты, либо через входные фильтра. С помощью фильтра нижних частот выделяется модулирующее напряжение, амплитуда которого измеряется пиковым вольтметром с закрытым входом. Если при измерениях показания вольтметра, измеряющего Um, устанавливать на некоторую условную единицу, то шкала пикового вольтметра может быть проградуирована непосредственно в значениях М. Поэтому в современных модулометрах вольтметр, измеряющий заменяется схемой автоматической установки и стабилизации , что существенно облегчает работу с прибором. К числу других мер, направленных на повышение точности измерения, можно отнести замену аналогового пикового вольтметра на цифровой и введение калибратора, имитирующего АМ сигнал с М = 100%.

Модулометром, обеспечивающим раздельное измерение и , является прибор С2-23. Он измеряет КАМ в пределах (0,3-100%) в диапазоне несущих частот (0,01-500)МГц для диапазона модулирующих частот (0,03-200) кГц, с основной погрешностью . Результаты измерений представляются в цифровой форме.