Изучение радиоприемного устройства с частотной модуляцией

Electronic Workbench

Лабораторная работа №1 «Изучение радиоприемного устройства с частотной модуляцией»

Цели:

Изучить теоретические сведения об амплитудной модуляции;

Исследовать параметры амплитудного модулятора гармонических сигналов.

Вопросы занятия:

Теоретические сведения об амплитудной модуляции;

Исследование амплитудного модулятора гармонических сигналов.

Содержание занятия:

Одним из основных элементов радиопередающего устройства является модулятор. Электрический сигнал на выходе модулятора является формой представления сообщения для передачи его системой электросвязи. Чтобы передать сигнал системе электросвязи, необходимо воспользоваться каким-либо переносчиком, согласованным с каналом связи, промодулированным по закону изменения исходного сигнала. Для этого используются так называемые модуляторы. Начнем с наиболее простой модуляции — амплитудной и соответственно устройство для получения амплитудно-модулированного сигнала применяется амплитудный модулятор (АМ).

Прежде чем приступить к рассмотрению схемы АМ, немного теории.

1. Теоретические сведения об амплитудной модуляции

Модуляцией называется процесс, в результате которого происходит изменение параметра или параметров сигнала-переносчика (несущего колебания) пропорционально другому сигналу (модулирующему), называемому сигналом сообщения.

Процесс преобразования первичного сигнала заключается в изменении одного или нескольких параметров несущего колебания по закону изменения первичного сигнала (т.е. в наделении несущего колебания признаками первичного сигнала) и называется модуляцией.

Гармоническое колебание, выбранное в качестве несущего, в следующем виде:

Это колебание полностью характеризуется тремя параметрами: амплитудой U,  частотой ω  и начальной фазой φ. Модуляцию можно осуществить изменением любого из трех параметров по закону передаваемого сигнала.

В качестве модулирующего сигнала воздействует такое же гармоническое колебание, но с меньшей частотой:

Таким образом на входе модулятора действует сигнал:

На выходе амплитудного модулятора в этом случае должен быть получен сигнал вида

(1.4)

Рисунок 1.1- Передаваемый сигнал S(t), несущее колебание U0(t), без модуляции и с модуляцией,  модулированный сигнал (в)

Параметр М=ΔU/U есть нечто иное как  глубина амплитудной модуляции или коэффициентом (индексом) амплитудной модуляции Мам. При Мам = 0  модуляции нет и u(t) = u0(t), т.е. получается немодулированное несущее колебание (1). Обычно амплитуда несущего выбирается больше амплитуды первичного сигнала, так что Мам <1.

Рисунок 1.2- Спектры синусоидального (а)  и сложного (в)  сигналов и модулированных ими по амплитуде несущих колебаний (б  и г)

На рисунке 2 показана форма передаваемого сигнала (а)  несущего колебания до модуляции (б)  и модулированного по амплитуде несущего колебания (в).

Произведя в (3) преобразования, получим, что амплитудно-модулированное колебание состоит из суммы трех гармонических составляющих с частотами ω, (ω+Ω) и (ω-Ω) и амплитудами соответственно U, МамU/2 и МамU/2.