Құрастырушылар: Накисбекова Б. Р., Павлова Т. А. Электрлік байланыс теориясы. 5В071900-Радиотехника, электроника және телекоммуникация мамандықтарының барлық оқу бөлімінің студенттері үшін дәрістер жинағы
жүктеу/скачать 0,77 Mb.
|
лекция модуляция
| 7 Дәріс. Амплитудалық модуляция
Дәрістің мазмұны: -амплитудалық модульденген тербеліс. Амплитудалық модулятор. Дәрістің мақсаты: -модульденген сигналдардың қарапайым түрлерін қарастыру. Амплитудалық модульденген сигналдарды алу. Амплитудалық модуляция амплитуда тасымалдаушысының өзгерісінің x(t) бірінші сигналына пропорционал болады. гармоникалық сигналының қарапайым жағдайында амплитуда . (7.1) Қорытындысында АМ тербелісті аламыз. . (7.2) 7.1 Сурет - x(t) және тербелістерінің графиктері 7.1 суретте x(t) және тербелістерінің графиктері бейнеленген. Орама АМ тербелісі (7.1) өрнекке сәйкес келеді. Амплитудасының –ден максимальді өзгерісі орама амплитуданы көрсетеді; (7.1) сәйкес . Орама амплитуданың тасымалдаушысы амплитудағы қатынасы, модуляция коэффициенті деп аталынады. . (7.3) Қарапайым жағдайда. Процент түрінде көрсетілген модуляция коэффициенті яғни M=m*100% модуляция тереңдігі деп аталынады. Модуляция коэффициенті модульдеуші сигналдың амплитудасына пропорционал. (7.3) пайдаланып, (7.2) өрнегін мына түрде жазады . (7.4) АМ тербелісінің спектрін анықтау үшін (7.4) өрнектегі жақшаны ашамыз . (7.5) (7.5) өрнегіне сәйкес АМ тербелісі, жақын жиіліктегі үш жоғарғы жиілікті гармоникалық тербелістердің қосындысы болып табылады ( н/е ) а) f0 тасушы жиіліктің U0 амплитудамен тербелісі; б) f0+F жоғарғы жанама жиіліктің амплитудамен тербелісі; в) f0-F төменгі жанама жиіліктің амплитудамен тербелісі. АМ тербелісінің спектрі (7.5) 7.1 суретте көрсетілген. Спектр ені екі еселенген модуляция жиілігіне тең: ∆fAM=2F тасымалдаушы тербелістің амплитудасы модуляция кезінде өзгермейді, жанама жиіліктердің амплитудаларының тербелісі (жоғарғы және төменгі) модуляция тереңдігіне, яғни x модульдеуші сигналдың амплитудасына пропорционал. m=1 кезінде жанама жиіліктер амплитудасының тербелісі тасушының жартысына тең (0.5U0). x(t) бірінші сигналы x амплитудасы және Ω модуляцияның жиілігімен сипатталады. Модульденген тербелісте бірінші сигнал туралы ақпарат жанама жиіліктерде сақталады: Uж=Um амплитудаларында; x-ке пропорционал амплитудада және Ω тең болатын тасымалдаушышыдан жанама жиілікке дейінгі аралықта тасымалдаушы тербеліс ешқандай ақпарат сақталмайды және модуляция процесі кезінде өзгермейді. Сондықтан, тек қана тасымалдаушысыз екі жақ жолақ байланыс жүйесінде іске асатын жанама жолақтың берілісімен шектелуге болады. Әрбір жанама жолақ бірінші сигнал туралы толық ақпаратты сақтағандықтан, тек бір жолақ берілісін іске асыруға болады. Қорытындысында бір жақ жолақ тербелісі пайда болатын модуляция біржолақты деп аталынады. ЕЖЖ және БЖЖ байланыс жүйелерінің ерекше қасиеті, таратқыштың барлық қуатының тек, сигналдың жақ жолақтарын таратуға жұмсалуы. Бұл байланыстың сенімділігін және қашықтығын арттыруға мүмкіндік береді. Сонымен бірге бір жолақты модуляция кезінде модулденген тербелістің спектрі екі есе азаяды. Бұл сәйкесінше, берілген жиілік жолағындағы байланыс жолымен тасымалданатын сигналдардың санын көбейтеді. Тәжірибеде сызықсыз модулятор элементі ретінде транзистор қолданылады. Модульденетін жоғары жиілікті кернеуді сызықсыз элементтің кіріс тізбегі арқылы береді. Модульдеуші сигналды әртүрлі электродтардың кірісіне еңгізеді: базаның немесе коллектордың тізбегі. Транзистордағы базалық модуляция схемасын қарастырамыз 7.2 Сурет - Транзистордағы базалық модуляция сұлбасы Базадағы кернеу ығысуынан бөлек, жұмыс нүктесінің күйін анықтайтын, жоғарғы және төменгі жиілік тербелісін білдіреді. . (7.6) Мұнда u1 = U1 cos ω0t жоғарғы жиілікті кернеу; u2 = U2 cos Ωt - модулдеуші төменгі жиілікті кернеу. 7.3 а-в суретінде құралдың сипаттамасы бойынша iк=Ф(uб) проекция әдісімен iк –нің уақытқа байланыстылығы тұрғызылған. Коллекторлық тоқ бір-бірінен Imax биіктігі және қиылуы бұрышымен өзгешеленетін импульс тізбектілігін көрсетеді. Егер осы жеке импульс тоғын, жоғарғы жиілік периодында Фурье қатарына жіктесек, онда тұрақты құраушыны және жоғарғы жиілік гармоникасын аламыз. ω0 жиілігінде орнатылған контурдағы кернеу, тек бірінші гармоникамен құрылады. ik1=Ik1cos ω0t: uвых=ik1Rэ=Ik1 Rэcos ω0t. Токтың импульсінің және енінің өзгеруі, уақыт өте келе Ω төменгі жиіліктегі, Iк1 амплитудасының өзгерісіне әкеліп соғады. Сондықтан шығыс кернеу амплитуда бойынша модульденген болады 7.3 Сурет– Амплитудалық модуляция Eб, U1 және U2 шамаларымен анықталатын модулятордың жұмыс істеу режимін, барлық лездік мәндері транзистор сипаттамасының сызықты аумағында орналасатындай етіп, алмау керек. Егер бұл шарт орындалмаса, коллекторлық тоқ сияқты түрге ие болады, ik жоғарғы жиілік құраушысының амплитудасы тұрақты болады да, ақырында шығысындағы кернеу модульденбейді. Модуляцияны іске асыру кезінде орама АМ тербелісінің бұрмалануы мүмкін. Оның болмауын қамтамасыз ететін ik,(Uб) тікелей беріліс сипаттамасымен бұрмаланудың шамасын бағалау және жұмыс режимін таңдау мүмкін емес. Бұны шешу үшін модулятор жұмысының басқа жолын қарастыру қажет. Uб кернеуін төменгі жиілікпен өзгертіп, жоғарғы жиілікті тербелістің U1 қосындысы және Uб(t)=Eб+U2(t) кернеу ағысы ретінде қарастырамыз. Ал, модуляция дегеніміз ток импульстерінің өзгертіп және оның бірінші гармоникасының өзгеруін әкеліп соқтыратын ығысудың өзгерісі. Шығыс кернеудің амплитудасы Ik1–ге пропорционал болғандықтан, бұрмаланбаған модуляция ал үшін Ik1–дің амплитудасы кернеу ағысының өзгерісіне пропорционал өзгеруі тиіс. U1-тұрақты амплитуда да, Ik1–дің Eб –ға байланыстылығын статикалық модуляциялық сипаттама деп атайды. Ол құралдың статикалық сипаттамасы бойынша есептелуі мүмкін. Өзгермеген амплитудада және әртүрлі ығысуында спектрлі анализ әдісінің біреуі арқылы, статикалық модуляциялық сипатамасы болып табылатын амплитудасын және байланыстылығын тұрғызамыз. 7.4 Сурет - Статикалық модуляциялық сипатамасы Оның кейбір ерекшеліктерін қарастырайық. Бекіту кернеуіне Uб тең ығысу кезінде қиылу бұрышы Q=900, ik ток импульсі пайда болады. Сондықтан Ik1≠0 ығысу E’б= U’б−U1 мәніне жеткенде Iк1 амплитудасы азаяды. Егер ығысудың өзгерісі кезінде U1 тербелісі транзистордың статикалық сипаттамасының сызықты аймағы шегінен шықпаса Iк1 , амплитудасы өзгермейді. Көп жағдайда статикалық U2 модуляциялық сипаттаманың орта бөлігінде сызықты MN аумағы орналасқан. M үлкен тереңдігі бар бұрмаланбаған модуляция алу үшін жұмыс нүктесін А осы аймақтың ортасынан алу қажет және жұмыс аумағы шегінде жүретін осындай амплитудасымен төменгі жиілікте модульдеуші сигналды қолдану қажет. Бұл кезде Iк1 –дің уақыттық өзгерісі графигіндегі қалың сызық модульдеуші сигналдан өзгешеленбейтін, яғни бұрмаланбаған модуляция орын алады. Жұмыс кезінде модуляциялық сипаттаманың сызықсыз аумағы пайдаланылатын, U2 үлкен амплитудасын алсақ, Iк1 және Uшығ орамалары U2–ден де көп бұрмаланған болып шығады. Iк1 және Uшығ(t) ұқсас графигі байланысын тұрғызғанда, абцисса өсінен төмен симметриялы екінші орауышты жүргізген жеткілікті және ораушылардың арасын жиілік тербелісімен толтырған жөн (7.4 в суретті қара). Суреттегі мәндерге сәйкес, модуляция коэффициентті m=∆ Iк1/ Iк1ср сияқты статикалық модуляция сипаттамасымен есептелуі мүмкін. жүктеу/скачать 0,77 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|