- •Предисловие
- •Глава 1 Общие сведения о радиопередающих устройствах
- •1.1 Общие сведения.
- •1.2. Краткие сведения из истории радиопередающих устройств.
- •Глава 2 Активные элементы генераторов и их характеристики.
- •2.1 Основные обозначения и термины, применяемые в теории генераторов.
- •2.2 Статические характеристики основных активных элементов.
- •2.3. Идеализация статических характеристик активного элемента.
- •2.4. Уравнения идеализированных характеристик коллекторного тока аэ.
- •Таким образом, на границе ао и он еу и ек связаны определенным соотношением:
- •Глава 3
- •3.1 Колебания I и II рода.
- •3.2. Гармонический анализ импульсов коллекторного тока.
- •Таким образом:
- •3.3 Форма коллекторного напряжения.
- •3.4 Динамические характеристики активного элемента
- •3.5 Классификация режимов генератора по напряженности
- •3.6 Основные расчетные соотношения для критического и недонапряженного режимов
- •Энергетические соотношения в генераторе с внешним возбуждением
- •Выбор угла отсечки коллекторного тока
- •Критический коэффициент использования коллекторного напряжения
- •3.10 Порядок расчета коллекторной цепи гвв в недонапряженном и критическом режимах
- •Расчет входной цепи гвв
- •Расчет сеточных цепей генераторного тетрода
- •Расчет входной цепи генератора на
- •Расчет входной цепи генератора на полевом транзисторе с изолированным затвором
- •3.12. Нагрузочные характеристики генератора с внешним возбуждением
- •3.13. Работа генератора с внешним возбуждением на расстроенную нагрузку
- •3.14 Ключевые режимы генератора с внешним возбуждением
- •3.14.1 Последовательный резонансный инвертор
- •3.14.2 Генератор «с вилкой фильтров» на выходе
- •1.14.3. Генератор в режиме класса «е»
- •Умножители частоты
- •Транзисторные умножители частоты
- •Варакторные умножители частоты
- •Глава 4 Схемотехника генераторов с внешним возбуждением
- •4.1 Общие принципы построения схем
- •Схемотехника ламповых генераторов
- •Схемы анодной цепи генератора.
- •4.2.2 Схемы сеточных цепей
- •Емкость блокировочного конденсатора определяется неравенством .
- •Схемы питания цепей накала мощных генераторных ламп
- •Два варианта схемы с общей сеткой приведены на рисунке 4.16. В схеме с общей сеткой катод должен быть изолирован относительно земли по высокой частоте и соединен с нею по постоянному току.
- •Совместная работа генераторных ламп на общую нагрузку
- •А налогично для второй лампы получим
- •4.3 Схемотехника транзисторных генераторов
- •4.3.1 Схемы широкодиапазонных генераторов
- •4.3.2 Схемы узкополосных генераторов
- •4.4 Сложение мощностей генераторов высокой частоты
- •4.4.1 Синфазные мостовые схемы сложения мощностей
- •4.4.2 Квадратурные мосты сложения и деления мощностей
- •4.4.3 Широкополосные мосты на трансформаторах
- •4.4.4 Сложение мощностей генераторов с разными
- •4.5 Колебательные системы выходных ступеней радиопередающих устройств
- •4.5.1 Одноконтурная колебательная система
- •4.5.2 Колебательные системы на отрезках линий
- •Глава 5. Возбудители
- •5.1 Общие сведения об автогенераторах
- •5.2 Амплитудные условия в автогенераторе
- •5.3 Фазовые условия в автогенераторе
- •5.4 Стабильность частоты автогенератора
- •5.6 Кварцевые автогенераторы
- •5.6.1 Кварцевый резонатор
- •5.6.2 Схемы кварцевых автогенераторов
- •5.7 Диапазонно-кварцевая стабилизация частоты
- •5.7.1 Компенсационный метод синтеза частот
- •5.7.2 Декадный синтезатор частоты
- •5.7.3 Применение автоподстройки частоты в
- •6 Устойчивость работы генератора с внешним возбуждением
- •6.1 Устойчивость генератора с внешним возбуждением на
- •6.2 Паразитные колебания в генераторе
- •7 Радиопередатчики с амплитудной модуляцией
- •7.1 Общие сведения об амплитудной модуляции
- •7.2 Коллекторная амплитудная модуляция
- •7.3 Усиление модулированных колебаний
- •8 Однополосная модуляция
- •8.1 Общие сведения об однополосной модуляции
- •8.2 Методы формирования однополосного сигнала
- •8.2.1 Способ многократной балансной модуляции
- •8.2.2 Фазоразностный способ формирования
- •8.2.3 Раздельный способ усиления мощности составляющих однополосного сигнала
- •9 Передатчики с угловой модуляцией
- •9.1 Общие сведения об угловой модуляции
- •9.2 Спектр сигнала с угловой модуляцией
- •9.3 Методы получения частотной модуляции
- •9.3.1 Прямые методы чм
- •Список литературы
8 Однополосная модуляция
8.1 Общие сведения об однополосной модуляции
Как следует из предшествующего раздела, при амплитудной модуляции информация о передаваемом сигнале содержится в обеих боковых полосах. Соответственно спектр высокочастотного сигнала с АМ занимает удвоенную, по сравнению с информационным сигналом, полосу частот.
Поскольку вся передаваемая информация содержится в каждой боковой полосе, естественно было отказаться от передачи двух боковых и перейти на работу с одной боковой полосой. Так родилась идея однополосной модуляции (ОПМ).
Рассмотрим особенности однополосной модуляции. Исходный информационный сигнал (например, звуковой) может быть записан, в общем виде, следующим образом
uΩ(t)=UΩ(t)cosφ(t) (8.1)
Соответствующий ему сигнал с АМ принимает вид
u(t)=U[1+m(t)]cosωt (8.2)
Здесь m(t) – коэффициент модуляции (8.3)
k - крутизна характеристики амплитудного модулятора.
Разложим (8.2) на составляющие
u(t)=Ucosωt+ 0,5U·m(t)cos[ωt- φ(t)]+ 0,5U·m(t)cos[ωt+ φ(t)]
и выделим «верхнюю» боковую полосу, положив в (8.3) k=2. Тогда однополосный сигнал может быть представлен в следующем виде
uО(t)=UΩ(t)cos[ωt+ φ(t)] (8.4)
Сравнивая (8.1) с (8.4), можно сделать вывод, что верхняя боковая полоса представляет собой, перенесённый на частоту несущей (ω), исходный информационный сигнал.
Согласно (8.4) однополосный сигнал, в общем случае, представляет собой колебание модулированное по амплитуде и фазе. Для приёма такого сигнала необходим специальный приёмник, т.к. амплитуда однополосного сигнала не повторяет информационный сигнал uΩ(t), а лишь отражает его амплитуду UΩ(t) (громкость).
Сравним АМ и ОПМ по величине необходимой мощности передатчика, при условии, что приёмники имеют идентичные параметры, и уровни принятых сигналов равны. Согласно (7.6) пиковая мощность АМ передатчика при m = 1 равна Р1макс(АМ) = 4Р1Т , а амплитуда принятого информационного сигнала пропорциональна сумме амплитуд боковых частот
UΩП=G·mU=GU. (8.5)
Для того, чтобы при однополосной модуляции выполнялось условие (8.5), необходимо увеличить амплитуду боковой частоты вдвое по сравнению с боковыми при АМ . В этом случае для m = 1, максимальная мощность однополосного передатчика Р1макс(ОПМ) = Р1Т.
Итак, переход на однополосную работу позволяет, при одном и том же качестве радиосвязи, уменьшить пиковую мощность передатчика в 4 раза. Это достоинство ОПМ реализуется при любых условиях распространения радио волн. Если же сигнал на входе приёмника поражен шумами, то переход на однополосную работу позволяет в два раза сократить полосу приёмника и соответственно уменьшить мощность принимаемых шумов. При этом вдвое увеличится отношение сигнал/шум по мощности, что равносильно увеличению мощности передатчика в два раза. Таким образом, при одинаковом качестве принимаемых сигналов пиковая мощность однополосного передатчика может быть в 8 раз меньше мощности АМ передатчика.
При наличии селективных замираний, которые приводят к перекосу спектра АМ сигнала и нелинейным искажениям передаваемого сообщения, сокращение полосы однополосного сигнала существенно снижает вероятность искажений такого вида. Практика использования ОПМ показала, что эта особенность также эквивалентна увеличению мощности передатчика в два раза. Таким образом, переход на однополосную работу, в случае неблагоприятных условий распространения сигналов, может дать 16 – кратный выигрыш по мощности передатчика.
Сокращение полосы сигнала при ОПМ позволяет увеличить объем передаваемой информации за счёт размещения второго однополосного канала в пределах прежней полосы, либо увеличить скорость передачи информации, используя всю полосу, занимаемую АМ сигналом.
Следует отметить и ещё одну особенность ОПМ. Поскольку однополосный сигнал формируется в возбудителе, передатчик с ОПМ работает как усилитель модулированных колебаний в ННР. На рисунке 8.1 представлены статические модуляционные характеристики (СМХ) усилителя для потребляемого тока и к.п.д.. При передаче звуковых сигналов максимальные уровни модуляции встречаются достаточно редко. В среднем коэффициент модуляции т составляет 30 – 50 %. Поэтому основная рабочая область СМХ при АМ сосредоточена вблизи режима несущей (телефонной точки). При ОПМ, в режиме молчания, передатчик практически запирается, поэтому рабочая область статических модуляционных характеристиках смещается к началу координат (см. выделенные области на рисунке 8.1).
Рисунок 8.1 – Статические модуляционные характеристики
В результате мощность, потребляемая усилителем при ОПМ, существенно уменьшается.
К числу недостатков ОПМ следует отнести
Необходимость специального однополосного приёмника, в котором для извлечения информации приходится восстанавливать несущую частоту. Для упрощения приёмника информацию о несущей частоте передают пилот-сигналом, который обычно представляет собой ослабленную до 3 ÷ 70% несущую в зависимости от условий распространения сигнала. В приёмнике пилот-сигнал используется для синхронизации внутреннего гетеродина.
Высокие требования к линейности усилительного тракта при многоканальной работе. Нелинейность усилителя приводит к расширению спектра сигнала и возникновению переходной помехи из канала в канал.
Низкий к.п.д. усилителя в рабочей области СМХ (см. рисунок 8.1).