АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ И ВЫБОР СХЕМЫАМПЛИТУДНОГО МОДУЛЯТОРА
Структурная схема и принципы получения модулированных сигналов
Для того чтобы сформировать модулированный сигнал необходимо:
1. иметь источник несущего колебания ВЧ;
2. иметь источник модулирующего (информационного) колебания НЧ;
3. иметь нелинейный элемент;
4. выполнить нелинейное преобразование названных сигналов (в частности путем их перемножения) на нелинейном элементе;
5. выделить полученное модулированное колебание на нагрузке.
6.
 |
Рис.1.1 Структурная схема модулятора колебаний
Приведенная структурная схема является базовой для получения модулированных сигналов любого вида в частности амплитудно-модулированных.
Достоинства амплитудной модуляции: простота схемных реализаций, что делает ее применение весьма распространенным.
Недостатки: слабая помехозащищенность; полезная мощность используется полностью только при подаче максимального мгновенного модулирующего напряжения, а во все остальное время она недоиспользуется.
Выбор и анализ схемы модулятора.
Сообщения преобразуются в первичный электрический сигнал, который как правило не передают на дальние расстояния, так как они обычно являются низкочастотными и широкополосными. Условия передачи таких сигналов по физическим линиям весьма ограничены. Поэтому передают ВЧ колебания, один из параметров которого изменяется по закону изменения первичного электрического сигала, то есть осуществляет модуляцию. В этом случае первичный сигнал называется модулирующим, ВЧ колебания называют несущей частотой, модулируемым колебанием или сигналом-переносчиком, а устройством с помощью которых осуществляется модуляция – модуляторами.
Различают амплитудную (AM), частотную (ЧМ) и фазовую (ФМ) модуляции. Если сигналом-переносчиком является периодическая последовательность импульсов, то при заданной их форме возможны следующие виды аналоговой импульсной модуляции: амплитудно-импульсная (АИМ), широтно-импульсная (ШИМ), фазоимпульсная (ФИМ) и частотно-импульсная (ЧИМ).
При дискретной модуляции один из параметров сигнала-переносчика (несущего) изменяется по закону закодированного сообщения импульсной формы. В этом случае в качестве переносчика обычно используют гармоническое колебание, поэтому возможны AM, ЧМ, ФМ.
В зависимости от того, присутствует ли сигнал во время паузы в канале или нет, амплитудный манипулятор может быть реализован с активной или пассивной паузой. Для реализации схемы с активной паузой необходимо, чтобы ключ манипулятора не закрывался полностью во время любого по полярности или значению импульса манипулирующего сигнала, а пропускал некоторую амплитуду сигнала. Такая схема обладает достоинством, поскольку при таком построении манипулятора можно осуществлять проверку исправности линии связи. То есть несущий сигнал в канале должен присутствовать всегда, в отличие от схемы с пассивной паузой. Однако из-за необходимости непрерывной передачи несущего колебания в канал связи, имеют место непроизводительные дополнительные затраты мощности сигнала, а следовательно уменьшение КПД, что является недостатком всей системы.
Для реализации амплитудного манипулятора необходимо иметь несущий и информационный сигнал, перемножитель этих сигналов, в качестве которого должен быть нелинейный элемент. В качестве дискретного элемента, на котором реализуется AM, можно использовать ключевое устройство.
В качестве манипулирующего сигнала используем дискретный сигнал. В этом случае устройство, реализующее манипулированный сигнал, называется манипулятором. АМ-манипуляция осуществляется периодическим включением - отключением автогенератора от линии связи. Получаемый сигнал называется манипулированным с активной паузой.
 | ||||
 | ||||
 | ||||
fн АМ-сигнал
fм
Рис. 2.Структурная схема амплитудного манипулятора
Поскольку необходимо сформировать амплитудно манипулированный сигнал с пассивной паузой, то, воспользовавшись структурой модулятора, рис 2, необходимо произвести перемножением двух сигналов на нелинейном элементе.
Одним сигналом при этом должен быть дискретный, выполняющий функции манипулирующего сигнала, а другой- высокочастотный гармонический сигнал, называемый несущим.
В качестве нелинейного элемента воспользуемся дискретным ключом, простейшим исполнением которого является управляемый контакт реле.
В результате перемножения, в зависимости от амплитуды несущего сигнала, на выходе будет происходить чередование нулевого и ненулевого сигнала. Следовательно, в качестве устройства перемножения сигналов может быть использован обыкновенный ключ. Так как его состояние зависит от амплитуда информационного сигнала, то это будет ключ, управляемый напряжением.