- •Радиотехнические сигналы
- •1.1. Классификация сигналов
- •1.2. Гармонические сигналы и их представление
- •1.3. Спектральное представление сигналов
- •2.1. Общие понятия и элементы теории электрических цепей
- •Основные электрические величины
- •Идеальные элементы цепей
- •Пассивные двухполюсники
- •Активные двухполюсники
- •Законы Кирхгофа
- •2.2 Методы анализа электрических цепей
- •2.2.1. Основы метода комплексных амплитуд
- •2.2.2. Комплексное сопротивление и комплексная проводимость
- •2.2.3. Методы составления уравнений состояния цепей
- •2.2.4. Элементы теории четырехполюсников
- •2.3. Частотные характеристики линейных цепей
- •3. Основы полупроводниковой электроники
- •3.1. Электрофизические свойства полупроводников
- •3.2. Электронно-дырочный переход
- •3.3. Диоды
- •3.4. Транзисторы
- •3.4.1. Биполярные транзисторы
- •3.4.2. Полевые транзисторы
- •3.4.2.1. Полевые транзисторы с управляющим p-n переходом
- •3.4.2.2. Полевые транзисторы с индуцированным каналом
- •3.4.2.3. Полевые транзисторы со встроенным каналом
- •3.4.3. Дифференциальные параметры и эквивалентные
- •4. Усиление электрических сигналов
- •4.1. Общие сведения
- •4.2. Основные положения линейной теории усиления сигналов
- •4.2.1. Анализ режима покоя. Схемотехника усилительных цепей.
- •4.2.2. Анализ режима усиления
- •4.3. Частотные характеристики усилителя на резисторах
- •4.4. Избирательные усилители
- •4.1.1. Резонансный усилительный каскад с общим эмиттером
- •4.1.2. Каскады со связанными контурами
- •4.5. Обратные связи в электронных усилителях
- •4.6. Повторители напряжения
- •4.7. Усилители постоянного тока
- •4.8. Операционные усилители
- •4.9. Оконечные каскады усилителей мощности
- •5. Генерирование электрических колебаний
- •5.1. Общие сведения
- •5.2. Автогенераторы гармонических колебаний
- •5.2.2. Трехточечные lc – автогенераторы
- •6. Автогенераторы релаксационных колебаний
- •6.1. Общие сведения
- •6.2. Мультивибратор на биполярных транзисторах
- •6.3. Мультивибратор на операционном усилителе
- •7. Нелинейные и параметрические преобразования сигналов.
- •7.1. Общие сведения
- •7.2. Нелинейное резонансное усиление и умножение частоты
- •7.3. Модуляция сигналов
- •7.3.1. Амплитудная модуляция
- •7.3.2. Угловая модуляция
- •7.4. Детектирование сигналов
- •7.4.2. Детектирование сигналов с угловой модуляцией.
- •7.5. Преобразование частоты
- •7.6. Синхронное детектирование
- •7.7. Параметрическое усиление
- •8. Источники вторичного электропитания
- •8.1. Общие сведения
- •8.2. Выпрямители
- •8.2.1. Однополупериодный выпрямитель
- •8.2.2. Мостовой двухполупериодный выпрямитель.
- •8.3. Сглаживающие фильтры.
- •8.4. Стабилизаторы напряжения
- •9. Основы цифровой техники
- •9.1. Общие сведения о цифровой обработке сигналов
- •9.2. Цифровое представление информации. Цифровые коды
- •9.3. Основы алгебры логики
- •9.4. Логические элементы (лэ)
- •9.5. Представление логических переменных электрическими сигналами
- •9.6. Базовые логические элементы. Их классификация,
- •9.7. Классификация логических устройств
- •9.8. Комбинационные логические устройства (клу)
- •9.8.2. Логическое устройство неравнозначности (Исключающее или).
- •9.8.3. Логическое устройство равнозначности
- •9.8.4. Полусумматор одноразрядных двоичных чисел.
- •9.8.5. Сумматор одноразрядных двоичных чисел.
- •9.8.6. Сумматор одноразрядных десятичных чисел.
- •9.8.7. Преобразователи кодов
- •9.9. Последовательностные логические устройства (плу)
- •9.9.1. Триггеры
- •9.9.2. Счетчики.
- •9.9.3. Регистры.
- •9.10. Аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи
- •9.11. Запоминающие устройства
- •9.12. Примеры цифровых систем
- •9.12.1. Электронные часы
- •9.12.2. Микропроцессорные системы
- •10. Линейные цепи с распределенными
- •10.1. Общие сведения о длинной линии
- •10.2. Телеграфные уравнения
- •10.3. Длинная линия. Гармонический волновой процесс
- •10.3.1. Общее решение телеграфных уравнений
- •10.3.2. Прямые и обратные волны
- •10.3.3. Отражение волн в длинной линии
- •10.3.4. Интерференция прямых и обратных волн
- •10.3.5. Пример построения интерференционной картины
- •10.3.6. Входное сопротивление длинной линии
- •10.4. Комплексный коэффициент передачи и передаточная функция системы с длинной линией
- •10.4.1. Постановка задачи
- •10.4.2. Способ, основанный на представлении рассматриваемой системы совокупностью функциональных узлов
- •10.4.3. Способ, основанный на использовании граничных условий
- •10.5. Примеры практического применения длинных линий
7.3. Модуляция сигналов
Модуляция – нелинейный процесс, в результате которого низкочастотный сигнал сообщения запечатлевается в изменении одного из параметров высокочастотного колебания.
Высокочастотное колебание называетсянесущим колебанием.
Низкочастотное колебание сообщения называетсямодулирующим (управляющим) колебанием.
В зависимости от того, каким параметром несущего колебания управляет модулирующее колебание, различают амплитудную , частотнуюи фазовуюмодуляцию.
7.3.1. Амплитудная модуляция
При амплитудной модуляции амплитуда несущего колебания изменяется по закону управляющего, модулирующего колебания.
Для простоты рассмотрим случай модуляцию одним тоном, когда сигнал сообщения представляет собой низкочастотное гармоническое колебание . Частота несущего колебания выбирается как минимум на порядок выше частоты сигнала сообщения. Не нарушая общности, начальную фазу несущего гармонического колебания будем считать равной нулю. Тогда амплитудно-модулированный (АМ) сигнал описывается выражением
, (7.9)
где – коэффициент модуляции амплитуды.
Из (7.9) видим, что амплитудно модулированный сигнал получают в процессе перемножения высокочастотного и низкочастотного колебаний.
Найдем спектр амплитудно-модулированного сигнала. Для этого в (7.9) выполним преобразования
(7.10)
Из (7.10) видим, что в процессе модуляции происходит изменение спектрального состава высокочастотного сигнала. Спектр АМ сигнала содержит три частоты (см. рис. 7.3): несущую частоту и две боковые частоты. Информация о модулирующем колебании запечатлевается в амплитудах двух колебаний, частоты которых называютсянижней боковой частотой иверхней боковой частотой . Амплитуды колебаний боковых частот одинаковы и равны.
Рис. 7.3. Спектральная диаграмма сигнала амплитудно-модулированного одним тоном
Если модулирующий сигнал занимает полосу частот, ограниченную частотами и, то в спектре АМ сигнала кроме несущего колебания будут еще две боковые полосы: нижняя боковая частота (отдо) и верхняя боковая частота (отдо).
Устройства, в которых осуществляется модуляция высокочастотного несущего колебания, называются модуляторами.
Работа амплитудных модуляторов основана на перемножении несущего и модулирующего колебаний на нелинейном элементе. ВАХ нелинейного элемента (диода, транзистора) можно аппроксимировать полиномом
. (7.11)
Напряжение, поданное на вход нелинейного элемента, представим в виде . При прохождении тока через нелинейную цепь в его спектре кроме частот несущего и модулирующего колебания появляются комбинационные частоты:
(7.12)
С помощью полосового фильтра, например, колебательного контура с добротностью из спектра тока можно выделить компоненты с частотами близкими к частоте несущего колебания
. (7.13)
Из сравнения (7.13) с (7.10) видно, что ток содержит те же частотные составляющие, что и напряжение сигнала с амплитудной модуляцией одной гармоникой. На рис. 7.4а показана схема АМ модулятора, в котором осуществляется базовая модуляция. На рис. 7.4б приведено графическое объяснение процесса модуляции с использованием кусочно-линейной аппроксимации проходной вольт-амперной характеристики биполярного транзистора. Из рис. 7.4б видно, что НЧ модулирующий сигнал управляет положением рабочей точки условного режима покоя (при отсутствии ВЧ несущего колебания). В результате этого производится управление коллекторным током, который возбуждает в колебательном контуре, являющемся нагрузкой ЭП, высокочастотные колебания. Амплитуда напряжения на выходе модулятора повторяет изменения амплитуды напряжения на контуре.