5 1.13 Фазоимпульсные модуляторы

Сигнал ФИМ, как правило, получают из сигнала ШИМ (рисунок 5.57,а). Для этого выделяют передний и задний фронты сигналов ШИМ. Процесс получения ФИМ сигналов из ШИМ показан на рисунке 5.57,б, где буквой Ообозначены опорные импульсы, а буквойИ– информационные, которые формируются формирователямиF3иF4соответственно.

Рисунок 5.57 – Преобразователь ШИМ-сигналов в ФИМ

5.14 Детекторы фим-сигналов

Сигналы ФИМ могут быть демодулированы теми же средствами и методами, что и сигналы ШИМ. Поэтому на практике ФИМ-сигналы перед детектированием преобразуют в ШИМ с помощью устройства, структурная схема которого приведена на рисунке 5.58, а, а временные диаграммы работы – на рисунке 5.58, б, где СОИ– селектор опорных импульсов,СИИ– селектор информационных импульсов. Следует отметить, что опорные импульсы могут и не передаваться по каналу связи, тогда их восстановление осуществляется инерционной системой ФАПЧ.

o

o

и

и

1

t

СОИ

Выход

2

4

S

T

Вход

t

2

U_шим(t)

R

1

3

U_ФИМ(t)

3

t

СИИ

4



а

б

Рисунок 5.58 – Преобразователь ФИМ-сигналов в ШИМ

5.15 Дискретный амплитудный модулятор

Для получения амплитудно-манипулированного сигнала можно использовать ключ (см. рисунок 5.59,а), выполняющий роль амплитудного модулятора. Принцип работы модулятора поясняет рисунок 5.59,б.

Рисунок 5.59 – Дискретный амплитудный модулятор

5.16. Детектор амп-сигналов

В качестве демодулятора используется двухполупериодный выпрямитель и фильтр нижних частот ФНЧ (см. рисунок 5.60,а), который подавляет высшие гармоники выпрямленного сигнала и остатки несущей частоты. После ФНЧ включено пороговое устройство ПУ, на выходе которого посылки приобретают прямоугольную форму. Временные диаграммы, иллюстрирующие процесс детектирования АМП-сигнала, представлены на рисунке 5.60,б.

Рисунок 5.60 – Детектор АМП-сигналов

5.17. Модуляторы чмп-сигналов

Модуляторы ЧМП-сигналов строятся на базе генераторов гармонических колебаний с непосредственным или косвенным управлением частотой.

5.17.1 Частотный модулятор с непосредственным воздействием на частоту колебаний (рисунок 5.61).

+E_П

DD1

Вход

F

R1

R3

c(t)

VT1

L1

C3

C2

L2

VD1

R2

R4

C1

+E_СМ

R5

R6

Рисунок 5.61 – Частотный модулятор с непосредственным

воздействием на частоту колебаний

При поступлении на вход формирователя DD1логического нуля диодVD1закрыт положительным смещением, снимаемым с резистораR5, конденсаторC3 отключен от резонансного контура и частота определяется параметрами индуктивностиL2и конденсатораC2. При поступлении на входDD1логической единицы диодVD1 открывается и конденсаторC3 подключается параллельно контуруL2C2, что приводит к уменьшению частоты генерируемых колебаний. Основное достоинство данного модулятора – это отсутствие разрыва фазы несущего колебания в точках модуляции, что уменьшает искажения из-за конечной полосы частот канала связи. Недостаток – низкая стабильность частоты генерируемых колебаний.

5.17.2 Частотный модулятор дискретного действия.Данные модуляторы находят в настоящее время широкое применение в технике передачи дискретных сообщений вследствие высокой стабильности несущих колебаний и простоты управления. Принцип работы можно пояснить по структурной схеме, приведенной на рисунке 5.62.

На вход вычитающего счетчика поступают импульсы от кварцевого генератора. Коэффициент деления счетчика устанавливается в зависимости от входного сообщения c(t)(лог. “0” или лог. “1”). Так как на выходе вычитающего счетчика импульсы будут появляться с большой скважностью, а следовательно, амплитуда первой гармоники будет незначительной, то формирователем импульсов формируется последовательность со скважностьюQ = 2, из которой ФНЧ выделяется гармонический сигнал, промодулированный по частоте.

Формирователь

импульсов со скважностью Q=2

Фильтр

нижних

частот

F

f₀

Кварцевый

генератор

Вычитающий

счетчик

Выход

U_ЧМП

Устройство

формирования

коэффициента

деления

Вход

c(t)

Рисунок 5.62 – Структурная схема частотного модулятора

дискретного действия

Более подробно работу данного модулятора рассмотрим на следующем примере. Пусть частота кварцевого генератора f₀ = 6861 кГц, частота посылки лог. “1” F₁ = 1,8 кГц, а частота посылки лог. “0” F₀ = 1,97 кГц. Определим коэффициенты деления вычитающего счетчика при передаче логической единицы и нуля соответственно.

, .

Запишем коэффициенты k₁ и k₀ в двоичном неизбыточном коде.

,.

Из данной записи видно, что для организации вычитающего счетчика необходим, как минимум, одиннадцатиразрядный счетчик.

На рисунке 5.63 приведена принципиальная электрическая схема частотного модулятора для рассматриваемого примера. Для правильной работы необходимо соблюдать следующие правила подключения входов счетчиковDD2 –DD3.

Если соответствующие разряды в и равны единице, то соответствующие им входысчетчиковDD2–DD3подключаются к шине “1”, а если – нулю, то – к шине “0”. Если разряд вравен единице, а соответствующий ему вравен нулю, то соответствующие входыподключаются к шинеA, а если наоборот, то – к шинеB.

Таким образом, при поступлении на вход сигнала c(t)равного единице, на шинеAбудет лог. “1”, а на шинеB– лог. “0” и счетчик работает с коэффициентом деления равным, что соответствует частоте выходного сигналаF= 1.8 кГц. При поступлении на вход сигналаc(t)равного нулю, на шинеAбудет лог. “0”, а на шинеB– лог. “1” и в счетчике устанавливается коэффициент, что соответствует частоте выходного сигналаF= 1.97 кГц.

-1

DD1.1

DD1.2

DD1.3

D0

CT2

D1

&

&

&

D2

D3

DD2

< 0

C

R1

ZQ

-1

CT2

D0

D1

DD3

D3

< 0

DD1.4

D2

C

C

T

&

Вход

c(t)

-1

CT2

D0

D1

D2

D3

DD4

< 0

C

A

B

“1”

“0”

C1

L1

L2

DD5

R3

Выход

R2

C2

C3

C4

U_ЧМП

Рисунок 5.63 – Принципиальная электрическая схема частотного модулятора

дискретного действия