Энциклопедия практической электроники - Рутледж Д.
ISBN 5-94074-096-0
Скачать (прямая ссылка):
Амплитудная модуляция широко применяется в радиовещании и радиосвязи. Например, в случае модуляции амплитуды гармонического несущего колебания звуковым (голосовым) сигналом a(t) амплитудно-модулированный сигнал имеет вид:
U(t) = a(t) cos(27cft) . (1.17)
где а(0 ^ модулирующий сигнал. Однако сигнал U(O в таком виде, как он представлен в формуле (1.17), радиостанцией не передается. Для этой цели используют комбинированный AM сигнал, в котором на гармоническое несущее колебание «накладывается» сигнал, звуковой частоты:
U(O = Uc cos(27tft) + a(t) cos(27tft) (1.18)
где Uccos(27ift) - несущее гармоническое колебание (несущая частота). AM сигнал показан на рис. 1.4а.
f 26~1 1. МИР РАДИОСВЯЗИ
¦
б)
Рис 1.4. Амплитудная (а) и частотная (б) модуляции сигналов
Примечание к рис. В каждом из рассматриваемых случаев модулирующий сигнал изменяется по ко-синусоидальному закону. При амплитудной модуляции изменяется амплитуда сигнала, а частота остается неизменной. При частотной модуляции изменяется частота, а амплитуда сигнала является постоянной.
Кроме амплитудной модуляции в радиосвязи, радиовещании и телевидении применяется частотная модуляция сигнала:
4M сигнал изображен на рис. 1.46. Для передачи 4M сигнала требуется более широкая полоса частот по сравнению с полосой частот для передачи AM сигнала. Особенностью приемных и передающих радиостанций с частотной модуляцией является то, что они более устрйчивы к воздействию шумовых и других видов радиопомех, поскольку шумовую помеху в большинстве случаев можно рассматривать как амп-литудно-модулированную. По зтой причине вещательные радиостанции, специализирующиеся на музыкальных программах, для передачи которых требуется особая чистота звучания, применяют в основном частотную модуляцию сигнала.
Радиостанции, транслирующие больше речевой информации (выпуски новостей и т.п.), обычно используют амплитудную модуляцию сигнала, так как воздействие шумов на качество передаваемой речевой информации менее заметно, чем при вещании музыкальных программ. Телевизионные станции, как правило, передают изображения при помощи комбинации различных видов модуляции, а для передачи звука применяют 4M сигналы.
Для передачи сигналов в цифровой форме разработано множество различных видов модуляции. Наиболее известным из них является азбука Морзе. В азбуке Морзе каждая буква представляет собой последовательность коротких и длинных импульсов (точек и тире), а паузы различной длительности используются для разделения слов и предложений. Оператор (радист) передает информацию азбукой Морзе вручную - телеграфным ключом, а принимает звуковые сообщения на слух. Существует и другие способы передачи/приема информации, например использование сигнала одной частоты f, для передачи/приема единицы (1) и сигнала другой частоты f2 для передачи/приема нуля (0):
U(t) = Uccos{27C [fc + a(t)]t}
(1.19)
Up COS(27lf,t) для 1
Up cos(27tf2t) для 0
(1.20)
1.4.УСИЛИТЕЛИ [27
Звуковые сигналы азбуки Морзе разной длительности, которые радист воспринимает на слух, получили в телеграфии название тоновая посылка и пробел. Передача сообщений в виде последовательности тоновых посылок и пробелов называется частотным манипулированием (ЧМн) передаваемого сигнала. Помимо него применяется фазовое манипулирование (ФМн), при котором частота передачи сигналов поддерживается постоянной, но изменяется их полярность. Различные виды манипуляций сигналом, применяемые в передаче сообщений азбукой Морзе, приведены на рис. 1.5.
M ш
а) 6)
Рис 1.5.Частотно-манипулированный (а) и фазо-манипулированный сигналы (б)
Примечание к рис. Полезный сигнал, как ЧМн, так и ФМн, представляет собой последовательность чередующихся единиц и нулей.
Математическая формула ФМн сигнала имеет следующий вид:
U(t) =
+ Up COS(27tft) - U COS(27tft)
для 1 для 0
(1.21)
Синтез различных видов модуляции (амплитудной, частотной, фазовой) получил широкое распространение в модемах персональных компьютеров.
1.4. Усилители
Сигналы, поступающие на антенну, как правило, очень слабые, обычно их мощность составляет около 1 пВт. Чтобы сделать такие сигналы доступными для восприятия на слух, необходимо значительно увеличить их мощность. Устройство, позволяющее на своем выходе увеличить мощность, напряжение или ток сигнала, поступившего на вход, соответственно называется усилителем мощности, напряжения или тока. При этом форма сигнала на выходе усилителя должна повторять форму сигнала на его входе.
Усилитель является ключевым элементом в большинстве электрических схем радиоэлектронных устройств. Первые модели усилителей выполнялись на электронных лампах. В настоящее время практически все усилители собираются на транзисторах, размеры и масса которых намного меньше, чем у ламп. Однако схемы, собранные на электронных лампах, обеспечивают на выходе значительно больший по сравнению со схемами, собранными на транзисторах, уровень мощности сигнала. Поэтому электронные лампы по-прежнему используются в передатчиках большой
[W] 1. МИР РАДИОСВЯЗИ
мощности. В приемопередающей радиостанции NorCal 4OA применяется несколько различных типов усилителей, которые будут рассмотрены ниже.
