4.2. Виды преобразования спектров сигнала
Умножение частоты – умножение частоты в целое число раз по отношению к частоте входного сигнала.
Рисунок 4.8. Пример умножения частоты на 3
Рисунок 4.9. Функциональные схемы умножителей частоты:
а) на диоде;
б) на транзисторе
Деление частоты – получение частоты в
раз меньше, чем частота входного сигнала.
Преобразование частоты – суммарно-разностные частоты, получаемые при преобразовании частоты из частот входного сигнала и некоторой частоты вспомогательного сигнала.
Рисунок 4.10. Функциональная схема преобразователя частоты
Рисунок 4.11. Пример преобразования частоты «вверх»
Модуляция.
В технике связи сигналы на большие расстояния предаются с помощью модуляции (с использованием для этой цели вспомогательного переносчика) т.е. вспомогательного несущего колебания. При модуляции, как и при преобразовании частоты, происходит перенос низкочастотного (НЧ) спектра в область высоких частот (ВЧ).
Примечание: модулированные колебания меньше искажаются в канале связи, чем НЧ сигналы, т.к. НЧ относительно широкополосные, а модулированные – узкополосные. Таким образом:
можно бороться с искажением;
при использовании вспомогательного несущего колебания можно осуществлять частотную селекцию, которая используется в многоканальных системах связи, т.к. такие сигналы можно разделять с помощью фильтров.
Модуляция – управление одним (или несколькими) из параметров несущего колебания по закону НЧ сигнала.
АМ ЧМ ФМ
Детектирование – это процесс, обратный процессу модуляции.
При детектировании выявляется, по какому закону промодулирован сигнал.
4.3. Амплитудно-модулированные сигналы
При амплитудной модуляции амплитуда высокочастотного (ВЧ) сигнала изменяется по закону передаваемого низкочастотного (НЧ) сигнала.
При модуляции гармоническим колебанием:
где
– несущее колебание,
– модулирующее
колебание.
При АМ:
.
Если
,
то:
– коэффициент
глубины модуляции,
– несущее ВЧ
колебание,
,
– амплитуда
огибающей,
– модулирующее
НЧ колебание.
Рисунок 4.12. а) модулирующее колебание;
б) модулированное колебание
Рисунок 4.13. Временные характеристики АМ-колебания при различных
Если модулирующий сигнал более сложной формы (не гармоническое колебание):
Рисунок 4.14. Временные характеристики:
а) модулирующего колебания сложной формы;
б) АМ-колебания
Огибающая изменяется в соответствии с формой модулирующего сигнала.
4.4. Дискретная амплитудная модуляция (дам)
Модулирующее колебание может быть не только непрерывным, но и дискретным. На рис. 4.14 приведен пример модуляции дискретным сигналом.
Рисунок 4.15. Пример ДАМ
Таким образом, под АМ понимается изменение амплитуды ВЧ сигнала переносчика, по закону передаваемого НЧ сигнала.
4.5. Спектральное и векторное представление амплитудно-модулированного сигнала
Спектральное представление:
Рисунок 4.16. Спектральное представление АМ-сигнала при модуляции чистым тоном
Ширина спектра АМ сигнала в 2 раза шире спектра передаваемого (модулирующего) сигнала.