23. Методы получения сигналов с чм. Управляемые реактивные элементы.

Применение ЧМ: 1) передача звука в ТВ-вещании, 2) высококачественное УКВ, 3) все виды аналоговой подвижной связи, 4) цифровая (в частности, GSM).

Модуляция называется угловой, если в колебании вида u(t)=U_mSin(ω₀t+φ(t)) в зависимости от модулирующего сигнала меняется полная фаза (ω₀t+φ(t)) (U_m – постоянная неизменная амплитуда).

УМ обеспечивает лучшую помехоустойчивость по сравнению с АМ, но ей требуется большая необходимая полоса частот. В наше время ведутся работы по внедрению однополосной УМ (с исп-м одной бок.полосы спектра).

Если предположить, что модуляция ведётся одним током, то: u(t)=U_mCos(ω₀t+mSinΩt), Ω – модулирующая частота.

М.наз-ся частотной, если девиация частоты от среднего значения пропорциональна амплитуде модулирующего сигнала и е зависит от модулирующей частоты, т.е. индекс пропорционален амплитуде и обратно проп-н частоте мод-щего сигнала. m=k·u_Ω/Ω=∆ω/Ω.

Частота колебаний при УМ НЕ меняется.

Методы:

1. прямые. Модулирующее колеб-е непоср-но возд-ет на необх-е параметры (ч-ту и фазу РЧ-колеб-я):

Схема с ЧМ обычно соотв-ет АГ с управляемым элементом: , т.е. мод-щей частотой изменяют непоср-но ч-ту АГ.

С хема с ФМ – обычно некот-я цепь, через которую проходит РЧ-колеб-е:

, при этом сдвиг фазы обесп-ся с пом-ю фазовращателя, на на который возд-ет мод-щая ч-та.

2. косвенные. Предполагают получение нужного вида мод-ции осущ-ем другого вида мод-ции с соотв-щим преобр-ем сигнала. Т.к. частота и фаза связаны между собой: ω=dφ/dt, то:

1) ЧМ-колебание можно получить в ФМ-модуляторе, но при этом необходимо устранить зависимость девиации частоты от мод-щей ч-ты. Осуществить это можно, пропуская сигнал через цепь с коэф-том передачи, пропорц-м 1/Ω.

2) аналогично можно получить ФМ-колебание с помощью ЧМ-модулятора и коэф-м передачи корректирующей цепи и проп-но Fм.

в кач-ве корр-щей цепи можно использовать интегрирующую RC-цепь – для получения ЧМ-колеб (схема из лаб.раб.), и дифф-щую – для ФМ.

Иля получения и ЧМ, и ФМ необх-мы упр-мые реакт-е Эл-ты, которые могут носить как емкостной, так и индуктивный хар-р. при этом упр-мая реактивность может быть реализована искусственно: если на вход безынерционного транзисторного усилит-го Эл-та подать возбуждение со сдвигом фазы на 90 по отн-ю к внеш.напряж-ю, то коллект-й ток будет сдвинут отн-но u_кэ на 90, и эквив-е сопр-е будет реактивным (а значение его зависит от коэф-та усиления транзистора):

если в кач-ве Z1 и Z2 использовать цепи вида 1 или 2, то получим соотв-но управляемую индуктивность или ёмкость:

1. 2.

24. Методы получения сигналов с фм.

Применение ФМ: 1) в цифровых системах связи (кроме GSM), 2) совместно с ЧМ – для обычной связи (гражд., любит. диапазоны).

Модуляция называется угловой, если в колебании вида u(t)=U_mSin(ω₀t+φ(t)) в зависимости от модулирующего сигнала меняется полная фаза (ω₀t+φ(t)) (U_m – постоянная неизменная амплитуда).

УМ обеспечивает лучшую помехоустойчивость по сравнению с АМ, но ей требуется большая необходимая полоса частот. В наше время ведутся работы по внедрению однополосной УМ (с исп-м одной бок.полосы спектра).

Если предположить, что модуляция ведётся одним током, то: u(t)=U_mCos(ω₀t+mSinΩt), Ω – модулирующая частота.

М. наз-ся фазовой, если индекс модуляции пропорционален амплитуде модулирующего сигнала и не зависит от его частоты. m=k·u_Ω=∆φ.

Методы:

1. прямые. Модулирующее колеб-е непоср-но возд-ет на необх-е параметры (ч-ту и фазу РЧ-колеб-я):

Схема с ЧМ обычно соотв-ет АГ с управляемым элементом: , т.е. мод-щей ч-той изменяют непоср-но ч-ту АГ.

Схема с ФМ – обычно некот-я цепь, через котэ проходит РЧ-колеб-е:

, при этом сдвиг фазы обесп-ся с пом-ю фазовращателя, на на который возд-ет мод-щая ч-та.

2. косвенные. Предполагают получение нужного вида мод-ции осущ-ем другого вида мод-ции с соотв-щим преобр-ем сигнала. Т.к. частота и фаза связаны между собой: ω=dφ/dt, то:

1) ЧМ-колебание можно получить в ФМ-модуляторе, но при этом необходимо устранить зависимость девиации частоты от мод-щей ч-ты. Осуществить это можно, пропуская сигнал через цепь с коэф-том передачи, пропорц-м 1/Ω.

2) аналогично можно получить ФМ-колебание с помощью ЧМ-модулятора и коэф-м передачи корректирующей цепи и проп-но Fм.

в кач-ве корр-щей цепи можно использовать интегрирующую RC-цепь – для получения ЧМ-колеб (схема из лаб.раб.), и дифф-щую – для ФМ.

Получение ФМ-колебаний:

1) способ пропускания РЧ-колебаний через резонансную систему, частоту настройки которой можно менять в соотв-ии с мод-щим колеб-ем:

ФЧХ-контура: при подаче мод-щей ч-ты происходит расстройка fрч (пунктир) за счёт изменения ёмк-ти варикапа, соотв-но – сдвиг фазы. В сост-ии покоя fрч=0, т.е. сдвига фазы нет.

2 ) на основе упр-мого RLC-фазовращателя. Примен-ся обычно в связной апп-ре. В роли управляемого резистора – ПТ

если С=(2ω₀²L)^-1, то коэф.передачи этой цепи на этой частоте: К=(R+jωL)/( R+jωL+1/ jωC)= (R+jωL)/( R-jωL).

Поэтому при любом сопр-ии /К/=1 и паразитн.АМ не будет.

Изменение сопр-я ПТ от 0 до ∞ приведёт к изменению фазы на 180, но при анализе оказыв-ся, что реал.девиация неск-ко меньше.

Такой модулятор не применяется для косв-го получения ЧМ, т.к. нелин.искаж-я при этом увелич-ся в 2 раза.

3) активный мостовой ФМ-модулятор. Примен-ся в подвиж.связи.

блок-щая инд-ть – чтобы ВЧ не ушло в верх.чсть сх.; Св – ёмк.варикапа.

за счёт R1 и R2 обеспечив-ся равные по ампл-де, но противоп-е по фазе нпряж-я, которые приклад-ся к двум плечам моста (R=CвL в исходном сост.)