Несучі і масштабні частоти

Гармонічні коливання – це величезний діапазон від кілометрових, метрових, дециметрових, сантиметрових і міліметрових довжин хвиль  до оптичного діапазону з ультрафіолетовим (0,1-0,4 мкм), видимим (0,4 - 0,74 мкм) та інфрачервоним (0,74 – 1 мкм) випромінюванням. Застосовують їх в багатьох напрямках діяльності: радіомовленні, телебаченні, зв’язку,медицині і т. ін.

Електромагнітні коливання створюють штучно. В геодезичних світло- і радіовіддалемірах застосовуються електромагнітні коливання, що найкраще відповідають вимогам проходження променя в приземній атмосфері. Разом з тим, на цих діапазонах не спроможні працювати навіть сучасні електронні фазометри. Їх діапазон частот лежить в межах від 1,5 до 100 МГц. Щоб об’єднати переваги обох діапазонів, застосували спосіб модуляції. Коливання високої частоти керуються іншими, більш низькими, які доступні для роботи фазометрів. Перші одержали назву несучих, а модульовані, накладені на них, масштабних. Частоту, або довжину хвилі, підбирають такою, щоб без ускладнень перейти до одиниць, в яких вимірюється віддаль.

Несучі коливання радіовіддалемірів виробляють віддзеркалюючі клістрони, магнетрони та діоди Ганна в НВЧ діапазоні (частоти від 3000 до 35000 МГц ). У світловіддалемірів джерелами несучих коливань можуть бути гелій-неоновий лазер, люмінесцентний арсенід-галієвий світлодіод та світлодіоди, що працюють в лазерному режимі з інфрачервоним випромінюванням (частоти 3-4 ).

Модульовані (масштабні) гармонічні коливання створюються кварцовим генератором в блоці модулятора. Генератор працює на стабільних частотах згадуваного діапазону (1,5-100 МГц).

Модуляція, її види, рівняння

Спільне використання несучих і масштабних частот полегшує виконання фазових вимірювань та виключає недоліки, що могли б вплинути на точність результатів. Функція модулятора в тому щоб змінити один з параметрів гармонічного коливання. Таких параметрів в формулі

Y= A Sin(t+ )

всього три: A - амплітуда, f – частота (кругова частота ) та початкова фаза  . Від того який параметр несучих коливань змінюється, розрізняють три види модуляції: амплітудну, частотну та фазову. Всі три види модуляції, так чи інакше, застосовують в віддалемірній техніці.

Амплітудна модуляція

Запишемо несуче гармонічне коливання у вигляді Y= . Будемо змінювати амплітуду гармонічного коливання в часі з круговою частотою .

 - максимальна зміна амплітуди несучих коливань,

коефіцієнт глибини модуляції (змінюється від 0 до 1).

Підставивши другий вираз в загальне рівняння одержимо формулу амплітудно – модульованих коливань

Y=A (1+ ) .

Графічне представлення АМ коливань

Амплітудно-модульоване коливання не змінює частоти несучого але змінює його амплітуду за гармонічним законом. Умовою стабільності роботи є вимога щоб  була значно нижчою, ніж несуча частота , на практиці