2. Формирование am сигналов с помощью нелинейных цепей.

Сущность модуляции состоит в том, что в результате определенного воздействия на несущее колебание s₀(t)= U₀cos(₀t+) (₀=2f₀) один из его параметров (амплитуда, частота, фаза) изменяется в соответствии с изменениями мгновенных значений модулирующего сигнала. Простейший модулирующий сигнал u(t)=U_mcos(t) (=2F), причем для любого вида модуляции обязательным является условие f₀>>F. Частота f₀ называется несущей частотой модулированного сигнала. В частности, при амплитудной модуляции должно быть обеспечено такое воздействие модулирующего сигнала u(t) на высокочастотное гармоническое колебание s₀(t), при котором сигнал s_АМ(t) на выходе модулятора (специального устройства, в котором формируется модулированный сигнал) s_АМ(t)=U₀(1+u(t))cos(₀t), где  - параметр модулятора, выбирается из условия (1+u(t)0. В случае простейшего сигнала u(t)=U_mcos(t), приняв начальную фазу =0, получим: s_АМ(t)=U₀(1+mcos(t))cos(₀t), где m1 - коэффициент амплитудной модуляции (глубина модуляции). Преобразуем последнее выражение.

s_АМ(t)=U₀cos(₀t)+m U₀cos(t)cos(₀t) =U₀cos(₀t)+m U₀/2(cos(₀+)t+cos(₀ - )t) (5)

Из (5) видим, что для простейшего сигнала u(t) АМ-сигнал состоит из трех спектральных составляющих: ₀, ₀+, ₀ - . Частоты ₀   называются боковыми частотами. Для сложного сигнала в АМ-сигнале имеются боковые частоты ₀  _k.

Сравнивая (5) с (4) видим, что, если положить ₁=₀, ₂=, в спектре тока нелинейного элемента имеются все необходимые для формирования АМ-сигнала спектральные составляющие, которые могут быть выделены с помощью фильтра, например, колебательного контура, настроенного на частоту ₀ и имеющего полосу пропускания 2_max. Другие составляющие спектра тока (2, 2₀) (4) не попадают в полосу пропускания и будут отфильтрованы.

Рассмотренный принцип лежит в основе работы многих схем амплитудных модуляторов. Некоторые из этих схем рассматриваются ниже.

Однотактный модулятор. На рис.5 приведена электрическая схема модулятора, в котором в качестве нелинейного элемента использован полупроводниковый диод VD. В рассматриваемую цепь включены три источника напряжения: источник постоянного напряжения U₀, с помощью которого выбирают положение рабочей точки А на вольтамперной характеристике диода; генератор высокочастотного несущего колебания s(t) с частотой f₀ и источник модулирующего гармонического напряжения u(t) с частотой F. На выходе схемы включен колебательный контур LC, настроенный на несущую частоту f₀. На рис.6 изображена принципиальная схема формирователя AM сигнала, в котором роль нелинейного элемента выполняет транзистор VT.

Рис.5	Рис.6

3. Принцип детектирования. Процесс получения модулирующего сигнала из высокочастотного модулированного колебания называется детектированием. Этот процесс является обратным модуляции, поэтому его часто называют демодуляцией.

Поскольку цель детектирования состоит в том, чтобы получить низкочастотный сигнал из модулированного колебания, спектр которого содержит только высокочастотные компоненты, линейные цепи для детектирования непригодны. В большинстве случаев детекторы представляют собой нелинейные цепи. Основное, требование, предъявляемое к детекторам AM сигналов, состоит в том, что постоянная составляющая тока или напряжения на выходе детектора должна зависеть от амплитуды гармонического колебания на его входе. Если это требование выполняется и к детектору подводится AM сигнал s_АМ(t), постоянная составляющая выходного тока будет меняться в соответствии с изменением модулирующего напряжения u(t). Детектирование не будет приводить к искажениям, если изменение постоянной составляющей тока будет пропорционально изменению амплитуды сигнала s_АМ(t).