Ω. Для его модели (7.1) с постоянной частотой, различие между ЧМ и ФМ полностью отсутствует.На основании (9.9) и (9.11) возможно взаимное преобразование ЧМ в ФМ и наоборот, обеспечив необходимую зависимость (или независимость) индекса модуляции от частоты модулирующего сигнала.В частности, для преобразования ФМ в ЧМ, необходимо амплитуду модулирующего сигнала изменять обратно пропорционально его частоте. Это может быть выполнено с помощью интегрирующей RC цепи, через которую перед модуляцией должен быть пропущен модулирующий сигнал (см. рисунок 9.1а). Рисунок 9.1 – Преобразование видов угловой модуляции Действительно, коэффициент передачи такой цепи . При условии R>>ΩмаксС(9.12)Аналогично при использовании дифференцирующей цепи на входе частотного модулятора можно получить фазовую модуляцию (см. рисунок 9.1б).
⇐ Предыдущая39404142434445464748Следующая ⇒
Для анализа спектра сигнала с угловой модуляцией, воспользуемся выражением (9.4), положив
φο=0. Сигнал такого вида раскладывается в ряд Фурье по функциям Бесселя следующим образом (9.13)Здесь
Jn(Ψ) – функция Бесселя первого рода
n – го порядка, аргументом которой является индекс модуляции
Ψ.Согласно (9.13), спектр сигнала с угловой модуляцией теоретически бесконечен . Форма огибающей спектра определяется зависимостью функций Бесселя от индекса модуляции. Графики первых четырёх функций Бесселя представлены на рисунке 9.2. Особенностью этих функций является затухающий колебательный характер, поэтому при некоторых значениях
Ψ, указанных на рисунке 9.2, несущая частота (
Jo) исчезает. В связи с этим, термин «несущая», при рассмотрении угловой модуляции, заменяют термином «средняя частота». Первый максимум функций Бесселя, начиная с
n=1 , соответствует
Ψ=n+1.Рисунок 9.1 – Функции Бесселя Затухающий характер функций Бесселя позволяет на практике без последствий ограничивать полосу занимаемых частот на уровне составляющих, амплитуда которых не превышает
1% от немодулированной несущей.Эффективную полосу сигнала с угловой модуляцией в этом случае определяют эмпирической формулой (9.14)В последнем выражении
Fмакс – максимальная частота модулирующего сигнала.На рисунке 9.3 в качестве примера представлены спектры для некоторых значений
Ψ [9]
.Рисунок 9.3 – Спектры сигналов с угловой модуляцией. Как уже отмечалось выше, при угловой модуляции одним гармоническим тоном, различия между ФМ и ЧМ нет, т.к индекс модуляции в этом случае величина постоянная. Иначе обстоит дело при модуляции сложным многочастотным сигналом. Поясним это на следующем примере. Пусть фазовая модуляция осуществляется двух тоновым сигналом, в котором одна частота (
Ω1) очень низкая, а вторая (
Ω2) во много раз выше первой. Поскольку при
ФМ индекс модуляции не зависит от модулирующей частоты, спектры для обеих модулирующих частот будут подобны (см. рисунок 9.4а).Предположим теперь, что при частотной модуляции на нижней частоте
Ω1 индекс модуляции такой же, как при
ФМ. Тогда на верхней частоте, согласно (9.11), индекс модуляции будет во много раз меньше, и, следовательно, эффективная полоса, при частоте модуляции
Ω2, значительно сократится. Спектр сигнала с
ЧМ для этого случая представлен на рисунке 9.4б.Таким образом, при частотной модуляции реальным многочастотным сигналом, полоса модулированного сигнала (
Пчм) оказывается значительно уже, по сравнению с полосой сигнала при фазовой модуляцией (
Пфм). По этой причине, для целей радиосвязи и радиовещания предпочтение отдаётся частотной модуляции. Рисунок 9.4 – Спектры сигналов с
ФМ и
ЧМ⇐ Предыдущая40414243444546474849Следующая ⇒
Колебания с частотной модуляцией можно получить, либо непосредственно, изменяя частоту колебаний автогенератора, либо путём преобразования фазовой модуляции в частотную. Метод непосредственного изменения частоты получил название «прямого» метода
ЧМ, соответственно преобразование
ФМ в
ЧМ называют «косвенным» методом.Прямые методы
ЧМ основаны на изменении реактивности колебательной системы автогенератора под воздействием модулирующего сигнала.При косвенных методах фазовую модуляцию получают при прохождении несущего колебания через цепь, сдвиг фазы в которой зависит от модулирующего сигнала. Преобразование
ФМ в
ЧМ обеспечивается коррекцией модулирующего сигнала интегрирующей
RC – цепью (см. п.п. 9.1).
9.3.1 Прямые методы ЧМДля изменения частоты автогенератора в его колебательную систему включается управляемая реактивность. В качестве такой реактивности в настоящее время, как правило, используются ёмкость запертого p-n перехода специального полупроводникового диода – варикапа. В первом приближении ёмкость перехода может быть описана следующим выражением
(9.15)Здесь е -запирающее напряжение на варикапе; Со – ёмкость варикапа при е = 0; φк = 0,3 ÷ 0,5 В - контактная разность потенциалов; n - показатель «резкости» перехода, который может принимать значения от 0,3 до 3.Значение n = 0,3 соответствует «плавному» переходу; n = 0,5 – «резкому»; n ≥ 1 – «сверх резкому» переходу. Графики, соответствующие (9.15) приведены на рисунке 9.5б.Схема автогенератора с частотной модуляцией (без цепей питания) представлена на рисунке 9.5аРисунок 9.5 - Схема ЧМ автогенератора с варикапом Обычно ёмкости схемы автогенератора подбираются так, чтобыС3<C3. При этих условиях ёмкость контура в основном определяется ёмкостью варикапа Ск ≈ СВ . Резонансную частоту контура в этом случае можно определить следующим выражением(9.16)Совершенно очевидно, что пропорциональная зависимость между резонансной частотой контура ωο и напряжением на переходе е (а значит и частотой генерируемых колебаний ω) возможна только при n = 2.В процессе модуляциие= Ес+иΩ(t)+ u(t)= Ес+UΩ cosΩt + U cosωt (9.17)Здесь Ес – напряжение смещения на варикапе; иΩ(t)- модулирующий сигнал; u(t)- колебания высокой частоты, поступающие на варикап со стороны автогенератора.Поскольку переход должен быть в закрытом состоянии (e<0), необходимо выполнить условиеUΩ + U ≤ |Ec| (9.18)Полагая в (9.16) n=2, с учётом (9.17),для частоты генерируемых колебаний получим(9.19)Таким образом, для линейной частотной модуляции желательно иметь варикап со сверх резким переходом. На практике промышленные образцыварикапов обычно имеют резкие переходы с n ≈0,5. Поэтому приходится ограничивать величину девиации частоты. Для получения необходимой девиации, первичную модуляцию осуществляют на пониженной частоте, а затем с помощью умножителя переносят ЧМ колебание на рабочую частоту. При этом девиация частоты увеличивается в соответствии с кратностью умножения.
Яндекс.ДиректМедлицензирование!Помощь в получении лицензии на медицинскую деятельность. Гарантия 100%!Узнать большеmed-abc.ruСкрыть рекламу:Не интересуюсь этой темойТовар куплен или услуга найденаНарушает закон или спамМешает просмотру контента
Спасибо, объявление скрыто.
|
Медицинская лицензия под ключ!Без посредников! Быстро поможем получить медицинскую лицензию за один визит!медицинская-лицензия-без-посредников.рф Скрыть рекламу:Не интересуюсь этой темойТовар куплен или услуга найденаНарушает закон или спамМешает просмотру контента
Спасибо, объявление скрыто.
|
Преобразователь частоты ONI M680Широкий ассортимент надежных моделей для насосного оборудования. От 0,75 кВУзнать большеoni-system.comСкрыть рекламу:Не интересуюсь этой темойТовар куплен или услуга найденаНарушает закон или спамМешает просмотру контента
Спасибо, объявление скрыто.
|
Расчет полупроводниковых системКомпьютерное моделирование p-n переходов, диодов, транзистров в COMSOL.Узнать большеcomsol.ru0+Скрыть рекламу:Не интересуюсь этой темойТовар куплен или услуга найденаНарушает закон или спамМешает просмотру контента
Спасибо, объявление скрыто.
|
Меньшие искажения при большей девиации могут быть получены с помощью «реактивного транзистора» (реактивной лампы) [12]. Реактивный транзистор представляет собой, как и варикап, управляемую реактивность (Хр)ёмкостного или индуктивного характера, подключаемую к контуру автогенератора. Схема реактивного транзистора представлена на рисунке 9.6а.Рисунок 9.6 – Реактивный транзисторДля того, чтобы выходное сопротивление транзистора было реактивным, необходимо обеспечить фазовый сдвиг 900 между током коллектора и коллекторным напряжением . Поскольку коллекторный ток по фазе совпадает с базовым напряжением, соответствующий фазовый сдвиг должен быть между и . В схеме реактивного транзистора необходимые фазовые сдвиги обеспечиваются с помощью простейшего фазовращателя (Z1,Z2), варианты которого представлены на рисунке 9.6б. Для того, чтобы такой фазовращатель обеспечивал фазовый сдвиг 90