Модулированного сигнала модулирующей функции

Лекция №3

Модуляторы. Демодуляторы, преобразователи частоты

Модуляторы

Модулятор - преобразователь спектра исходных сигналов,

Модулятор – устройство, предназначенное для получения

Высокочастотных колебаний, у которых один из параметров изменяется

По закону модулирующего сигнала (низкочастотного).

Амплитудный модулятор

Модулируется (изменяется) амплитуда сигнала

Структурная схема

Рис. 3.1 Структурная схема амплитудного модулятора

Рис. 3.2 преобразование спектра при АМ модуляции

Преобразования сигнала при АМ модуляции см. рис.2.2а и 2.2.б

Пример:

пример амплитудного модулятора

Рис. 3.3 пример амплитудного модулятора

Транзистор включен по схеме с общим эмиттером

К_У=Y₂₁Z_Н (3.1)

Uвых=К_УU_вх (3.2)

Y₂₁~ I_К --> Iк ~ f(U_см) (3.3)

Iк₌ определяется рабочей точкой транзистора

Uсм=Uсм= +DUсм l(t) меняет I_К --> К_У --> Uвых ,

т.е. происходит модуляция (U_ам) (3.4)

Частотный модулятор

Модулируется (изменяется) частота сигнала

Существуют прямые и косвенные методы формирования ЧМ колебания.

Прямой метод – непосредственное воздействие на частоту сигнала генератора.

Рис. 3.4а преобразование спектра при ЧМ модуляции

Рис. 3.4б структурная схема частотного модулятора

Рис. 3.4 пример схемы частотного модулятора

Автогенератор на транзисторе VT1, Lк, Св, С’, C”, Rн с частотой fр.

L_др – развязка НЧ сигнала Ul(t) и контура генератора Lк, Св, С’, C”

Рис. 3.5

, (3.5)

При изменении U(l) ~ Св ~ fр генератора т.е. ЧМ модуляция

Демодуляторы (детекторы модулированных колебаний)

Демодулятор – устройство, предназначенное для выделения из

модулированного сигнала модулирующей функции.

Справка из ТОЭ:

Электрические цепи:
- линейные;
- параметрические;

- нелинейные;

Линейные цепи описываются линейными дифференциальными уравнениями (с постоянными коэффициентами), порядок зависит от числа реактивных элементов.

Параметрические цепи – один или несколько элементов являются функцией времени, описываются дифференциальными уравнениями, коэффициенты которых зависят от времени.

Нелинейные цепи описываются нелинейными дифференциальными уравнениями, где коэффициенты зависит от входных и выходных воздействий.

В линейных цепях не меняется частотный спектр, но меняются амплитудный и фазовый спектры (искажения).

Параметрические цепи добавляют новые спектральные составляющие. Частотный состав не зависит от величины входного и выходного воздействия.

Нелинейные цепи также обогащают выходной спектр, но амплитудный спектр зависит от величины входного и выходного сигнала.

Для модуляторов и демодуляторов используются нелинейные и параметрические цепи.

Когерентные демодуляторы строят с использованием параметрических цепей, некогерентные – нелинейные цепи.

Демодулятор (детектор модулирующих колебаний) – устройство, предназначенное для выделения из модулированного сигнала модулирующей функции

исходный сигнал АМ – демодулятор АМ;

исходный сигнал ЧМ – демодулятор ЧМ;

Рис.3.6 Временная и частотная область при демодуляции АМ сигнала

Амплитудный детектор

Когерентный;

Некогерентный.