Amplitude modulation (AM)- ang pinakakaraniwang uri ng modulasyon. Sa isang AM system, nagbabago ang amplitude ng carrier ayon sa mga pagbabago sa signal o impormasyon (Larawan 14.1). Sa kawalan ng isang signal, ang carrier amplitude ay nananatili sa isang pare-parehong antas, tulad ng ipinapakita sa Fig. 14.1(b). Kapag na-modulate ng sinusoidal signal, ang amplitude ng carrier ay tumataas o bumababa kaugnay sa unmodulated level nito ayon sa sinusoidal law alinsunod sa pagtaas o pagbaba ng modulating signal. Kung mas malaki ang amplitude ng modulating signal, mas nagbabago ang amplitude ng carrier. Ang isang amplitude-modulated carrier (Fig. 14.1(c)) ay may isang sobre na eksaktong sumusunod sa hugis ng modulating signal, at sa panahon ng demodulation ito ang sobreng ito na kinilala bilang ang kapaki-pakinabang na signal.
Lalim ng modulasyon
Ang ratio ng amplitude ng modulating signal sa amplitude ng carrier ay tinatawag na depth o modulation ratio. Tinutukoy nito ang sukat ng pagbabago sa antas ng carrier sa panahon ng modulasyon. Ang lalim ng modulasyon ay palaging ipinapakita bilang isang porsyento at samakatuwid ay tinutukoy bilang "porsyento" na modulasyon.
Amplitude ng signal
Lalim ng modulasyon = ----------- 100%
Amplitude ng carrier
(tingnan ang Fig. 14.1). Halimbawa, kung ang signal amplitude ay 1 V at ang carrier amplitude ay 2 V, kung gayon ang modulation depth ay (1 V)/(2 V) 100% = 50%. Ito ang lalim ng modulasyon ng AM carrier na ipinapakita sa Fig. 14.1.
kanin. 14.1. Amplitude modulation (modulation depth 50%);
(a) signal; (b) carrier; (c) modulated carrier.
Overmodulation
Sa Fig. Ipinapakita ng Figure 14.2(a) ang isang AM carrier na may 100% modulation depth. Ang lalim ng modulasyon na lumampas sa 100% ay humahantong sa pagbaluktot (Fig. 14.2(b)). Para sa kadahilanang ito, ang lalim ng modulasyon ay limitado. Halimbawa, para sa mga broadcast sa radyo ng BBC ito ay limitado sa 80%.
kanin. 14.2. (a) Modulasyon 100%; (b) sobrang modulasyon.
Mga side frequency
Maaari itong ipakita na ang isang amplitude-modulated carrier ay binubuo ng tatlong harmonic (sinusoidal) na bahagi na may pare-pareho ang mga amplitude at iba't ibang mga frequency. Ang tatlong sangkap na ito ay: ang carrier mismo at dalawang sideband signal na f1 at f2. Ang bawat modulating harmonic signal ay bumubuo ng dalawang side frequency. Hayaang fs ang dalas ng modulating signal at fc ang dalas ng carrier, kung gayon
f1 = fc – fs, f2 = fc + fs,
kung saan ang f1 at f2 ay ang tinatawag na lower side at upper side frequency, ayon sa pagkakabanggit. Halimbawa, kung ang dalas ng carrier ay 100 kHz at ang dalas ng signal ay 1 kHz, kung gayon
Mas mababang side frequency f1 = 100 – 1 = 99 kHz,
Upper side frequency f2 = 100 + 1 = 101 kHz.
Ang isang amplitude-modulated carrier, iyon ay, isang carrier kasama ang dalawang sideband signal, ay maaaring katawanin bilang tatlong vertical arrow, na ang bawat isa ay tumutugma sa isang harmonic signal (Fig. 14.3). Ang ipinapakita sa figure na ito ay tinatawag na frequency spectrum ng signal (sa kasong ito, ang frequency spectrum ng AM carrier).
kanin. 14.3. AM carrier frequency spectrum. kanin. 14.4. Mga guhit sa gilid.
Mga guhit sa gilid
Ang mga signal ng impormasyon ay halos palaging may kumplikadong hugis at binubuo ng isang malaking bilang ng mga harmonic signal. Dahil ang bawat harmonic signal ay gumagawa ng isang pares ng side frequency, ang isang kumplikadong non-harmonic na signal ay gagawa ng maramihang side frequency, na magreresulta sa dalawang frequency band sa magkabilang panig ng carrier (Figure 14.4). Ito ang mga tinatawag na sidebands. Ang frequency region sa pagitan ng pinakamataas na upper sideband frequency f2 at ang pinakamaliit na upper sideband frequency f4 ay tinatawag na upper sideband (HSB). Katulad nito, ang frequency region sa pagitan ng pinakamataas na lower sideband frequency f3 at ang pinakamababang lower sideband frequency f1 ay tinatawag na lower sideband (LSB).
Ang dalawang sideband na ito ay matatagpuan sa simetriko na may kinalaman sa carrier, at ang bawat isa sa kanila ay naglalaman ng parehong impormasyon. Ang carrier ay hindi nagdadala ng anumang impormasyon. Ang lahat ng impormasyon ay dinadala ng mga side frequency.
Kapag na-modulate sa isang solong harmonic signal, ang upper at lower sidebands ay ipinapalagay na umaabot mula sa carrier hanggang sa upper at lower sidebands, ayon sa pagkakabanggit (Fig. 14.5).
Halimbawa 1
Ang isang carrier na may dalas na 100 kHz ay modulated ng amplitude na may signal na sumasakop sa frequency band na 400-3400 Hz. Tukuyin ang lapad ng mga guhit sa gilid.
Solusyon
Ang dalas ng 3400 Hz, ang pinakamataas sa signal spectrum, ay bumubuo ng dalawang side frequency (Larawan 14.6):
f1 = 100,000 - 3400 = 96,600 Hz,
f2 = 100,000 + 3400 = 103,400 Hz.
kanin. 14.6.
Ang dalas ng 400 Hz, ang pinakamababa sa signal spectrum, ay nagbibigay ng dalawa pang side frequency:
f3 = 100,000 - 400 == 99,600 Hz,
f4 = 100,000 + 400 = 100,400 Hz.
Lapad sa itaas na sideband (HSB): f2 – f4 = 103400 - 100400 = 3000 Hz.
Mababang lapad ng sideband (LSB): f3 – f1 = 99,600 - 96,600 = 3000 Hz.
Sa madaling salita, ang parehong sideband ay may parehong lapad, katumbas ng pagkakaiba sa pagitan ng pinakamataas at pinakamababang frequency sa spectrum ng modulating signal: 3400 - 400 = 3000 Hz.
Ang mga sideband para sa anumang iba pang frequency sa signal spectrum ay nasa loob ng upper at lower sidebands.
Bandwidth
Dahil ang mga side frequency lamang ang nagdadala ng impormasyon, para sa mataas na kalidad na paghahatid ng impormasyong ito, ang frequency bandwidth na inookupahan sa himpapawid ng AM system ay dapat na sapat na malaki upang ma-accommodate ang lahat ng available na side frequency. Kapag na-modulate ng isang harmonic signal, dalawang side frequency ang lumabas. Kaya, ang frequency band ay umaabot mula sa lower sideband frequency f1 hanggang sa upper sideband frequency f2 (tulad ng ipinapakita sa Fig. 14.5).
Halimbawa, kung ang modulating harmonic signal ay may dalas na 1 kHz, kung gayon ang BBP = NBP = 1 kHz at ang bandwidth ay magiging
NBP + VBP = 2 1 kHz = 2 kHz.
Sa madaling salita, sa kasong ito, ang bandwidth na inookupahan ng amplitude-modulated carrier ay katumbas ng dalawang beses ang dalas ng modulating signal.
Sa kaso ng kumplikadong paghahatid ng signal, ang bandwidth na inookupahan ng AM transmission system ay katumbas ng dalawang beses ang pinakamataas na frequency sa spectrum ng baseband signal at sa gayon ay kasama ang lahat ng side frequency.
One- at two-way transmission
Dahil ang isang sideband ay naglalaman ng mas maraming impormasyon gaya ng isa, ang paghahatid ay maaaring isagawa gamit lamang ang isang sideband nang walang anumang pagkawala ng impormasyon. Sa single-sideband transmission (SSB sa terminolohiya ng komunikasyon), ang isa sa mga sideband - alinman sa ibaba o itaas - ay pinipigilan at ang natitirang sideband lamang ang ipinadala. Sa dual-sideband (DSB) transmission, ang parehong sidebands ay ipinapadala.
Ang single-sideband transmission ay tumatagal lamang ng kalahati ng frequency bandwidth na ginagamit ng dual-sideband transmission, at sa kadahilanang ito ay ginagamit ito sa telephony at radio communications. Sa pamamagitan ng single-sideband transmission, dalawang beses na mas maraming channel ng impormasyon ang maaaring ilagay sa isang ibinigay na hanay ng dalas ng carrier kaysa sa dual-sideband na transmission. Dahil sa pagiging simple nito, ginagamit ang two-way transmission ng lahat ng AM broadcast system. Samakatuwid, kapag pinag-uusapan ang tungkol sa mga komunikasyon sa AM, karaniwang nangangahulugan ito ng dual-lane transmission maliban kung binanggit.
Halimbawa 2
Ang carrier ay modulated sa amplitude ng isang panaka-nakang signal sa anyo ng isang meander na may dalas na 100 Hz. Hindi pinapansin ang mga harmonic sa itaas ng ikalima, itakda ang bandwidth na kinakailangan para sa a) DSB (double sideband) transmission at b) SSB (single sideband) transmission.
Solusyon
Ang signal sa anyo ng isang parisukat na alon na may dalas na 100 Hz ay naglalaman ng mga sumusunod na harmonika:
pangunahing harmonic =100 Hz,
3rd order harmonic = 3 100 = 300 Hz,
5th order harmonic = 5 100 = 500 Hz.
Pinapabayaan namin ang mas mataas na pagkakasunud-sunod na harmonika. Kaya, sa cut spectrum ng modulating signal, ang maximum frequency fmax = 500 Hz.
Bandwidth para sa DSB transmission = 2 fmax = 2500 = 1000 Hz.
Bandwidth para sa SSB transmission = DSB/2 = 1000/2 = 500 Hz.
Ang video na ito ay nagsasalita tungkol sa amplitude modulation:
nasaan ang carrier amplitude; – pinili ang proportionality coefficient upang ang amplitude ay palaging positibo. Ang dalas at yugto ng carrier harmonic oscillation sa panahon ng AM ay nananatiling hindi nagbabago.
Para sa isang mathematical na paglalarawan ng AM signal sa (2.2), sa halip na ang koepisyent depende sa partikular na modulator circuit, ang modulation index ay ipinakilala:
|
|
,mga. ang ratio ng pagkakaiba sa pagitan ng maximum at minimum na mga halaga ng AM signal amplitudes sa kabuuan ng mga halagang ito. Para sa isang simetriko modulating signal, ang AM signal ay simetriko din, i.e. 
. Pagkatapos ang modulation index ay katumbas ng ratio ng maximum amplitude increment sa carrier amplitude.
Amplitude modulation sa pamamagitan ng harmonic oscillation. Sa pinakasimpleng kaso, ang modulating signal ay isang harmonic oscillation na may frequency . Sa kasong ito, ang expression
tumutugma sa single-tone AM signal na ipinapakita sa Fig. 2.26.
Ang isang solong tono na signal ng AM ay maaaring katawanin bilang isang kabuuan ng tatlong harmonic na bahagi na may mga frequency: – carrier; – itaas na bahagi at – ibabang bahagi:
|
|
.Ang spectral diagram ng isang single-tone AM signal, na binuo ayon sa (2.7), ay simetriko na may paggalang sa dalas ng carrier (Larawan 2.2, c). Ang mga amplitude ng lateral vibrations na may mga frequency at pareho at kahit na sa hindi lalampas sa kalahati ng amplitude ng carrier vibration.
Harmonic modulating signal at, nang naaayon, ang isang solong tono na AM signal ay bihira sa pagsasanay. Sa karamihan ng mga kaso, ang modulating primary signals ay mga kumplikadong function ng oras (Fig. 2.3, a). Ang anumang kumplikadong signal ay maaaring katawanin bilang isang may hangganan o walang katapusang kabuuan ng mga harmonic na bahagi gamit ang seryeng Fourier o integral. Ang bawat harmonic component ng isang signal na may frequency ay hahantong sa paglitaw ng dalawang side component na may frequency sa AM signal.
Ang hanay ng mga harmonic na bahagi sa modulating signal na may mga frequency 
ay tumutugma sa maraming bahagi ng panig na may mga frequency 
. Para sa kalinawan, ang pagbabagong ito ng spectrum para sa AM ay ipinapakita sa Fig. 2.3, b. Ang spectrum ng isang kumplikadong modulated AM signal, bilang karagdagan sa carrier oscillation na may frequency , ay naglalaman ng mga grupo ng upper at lower side oscillations, na bumubuo sa upper sideband at lower sideband ng AM signal, ayon sa pagkakabanggit.
Sa kasong ito, ang upper side frequency band ay isang malakihang kopya ng spectrum ng signal ng impormasyon, na inilipat sa rehiyon ng mataas na dalas ng isang halaga. Ang mas mababang sideband ay sumusunod din sa spectral diagram ng signal, ngunit ang mga frequency sa loob nito ay matatagpuan sa isang mirror order na may kaugnayan sa dalas ng carrier.
Ang lapad ng spectrum ng signal ng AM ay katumbas ng dalawang beses ang pinakamataas na dalas ng spectrum ng modulating signal ng mababang dalas, i.e.
Ang pagkakaroon ng dalawang side band ay nagiging sanhi ng occupied frequency band na lumawak nang humigit-kumulang dalawang beses kaysa sa spectrum ng signal ng impormasyon. Ang kapangyarihan sa bawat oscillation ng dalas ng carrier ay pare-pareho. Ang kapangyarihan na nakapaloob sa mga sideband ay nakasalalay sa index ng modulasyon at tumataas sa pagtaas ng lalim ng modulasyon. Gayunpaman, kahit na sa matinding kaso kapag , ang buong oscillation power lang ang bumabagsak sa dalawang sidebands.
Tulad ng nalalaman, ang AM ay isang uri ng modulasyon kung saan nagbabago ang amplitude ng signal ng carrier ayon sa batas ng signal ng modulating (impormasyon). Maraming mga mapagkukunan na may teoretikal at praktikal na paglalarawan ng AM. Pangunahing ibinibigay ang paglalarawan upang ipakita ang komposisyon ng dalas ng signal ng AM. Ang isang solong-tono na signal ay karaniwang itinuturing bilang isang modulating signal. Ang signal na ito ay ibinibigay ng isang simpleng function ng sine. Palagi akong tinatanong, at iniisip ko rin, kung paano ilarawan ang AM kung sakaling mayroong arbitrary signal bilang isang modulating signal. Ito ay isang di-makatwirang signal, ang frequency spectrum kung saan ay binubuo ng maraming mga bahagi, na interesante, dahil ang AM ay ginagamit sa pagsasahimpapawid ng radyo upang magpadala ng tunog.
Subukan nating ilarawan ang AM para sa kaso sa itaas, na isinasaalang-alang na ang modulating signal ay maaaring katawanin bilang isang tuluy-tuloy na kabuuan ng mga simpleng single-tone signal ng iba't ibang frequency na may iba't ibang amplitude at phase. Nang hindi pumasok sa mga intricacies ng mathematical analysis, ang signal na ito ay maaaring isulat bilang isang tuluy-tuloy na Fourier sum (integral):
Nasaan ang pinakamataas na limitasyon ng dalas ng signal (modulating signal band), ang integration variable na responsable para sa frequency, at . Gumagana at ang amplitude at bahagi ng mga bahagi ng signal sa dalas.
Ang integrand ng formula na ito ay ang tinatawag na trigonometric convolution sa amplitude-phase form ng Fourier series summand, kung saan maaaring mabulok ang signal. Ang integral sa (1) ay maaaring tawaging isang Fourier integral, dahil, sa katunayan, ito ay isang tuluy-tuloy na kabuuan, i.e. isang tuluy-tuloy na serye ng Fourier kung saan pinalawak ang orihinal na signal. Ang pag-decompose ng isang signal sa isang katulad na serye ay nagbibigay ng ideya ng komposisyon ng dalas ng signal na ito. Kaya, ang orihinal na modulating signal ay ipinakita bilang isang tuluy-tuloy na kabuuan ng sinusoids (sa kasong ito, para sa kaginhawahan -) ng iba't ibang mga frequency mula hanggang, bawat isa sa kanila ay may sariling amplitude at phase shift. Kinakatawan ng function ang frequency spectrum ng orihinal na signal.
Ito ay nagkakahalaga ng noting na ang signal ay isinasaalang-alang para sa isang limitadong tagal ng panahon. Sa pangkalahatan, kung pinag-uusapan natin ang tungkol sa isang audio signal, kung gayon, bilang isang panuntunan, praktikal na kahulugan na isaalang-alang ang frequency spectrum para sa napakaikling mga fragment ng signal. Malinaw, kapag mas mahaba ang tagal ng signal, mas mababa ang dalas (papalapit sa zero) na mga bahagi ang lalabas sa spectral na komposisyon, na hindi maihahambing sa mga audio frequency sa naririnig na hanay.
Bilang karagdagan sa modulating signal, mayroong signal ng tono, na isang carrier oscillation na may frequency, amplitude at zero initial phase:
At saka. Sa katunayan, sa pagsasahimpapawid sa radyo, ang dalas ng carrier ay maraming beses na mas malaki kaysa sa bandwidth ng ipinadalang signal.
Ngayon ay lumipat tayo nang direkta sa proseso ng amplitude modulation.
Ito ay kilala na ang AM signal ay ang resulta ng pagpaparami ng signal ng carrier at ang modulating signal, na dati ay inilipat at "na-index" ng modulation index, i.e.
Para maiwasan ang tinatawag na overmodulation.
Palitan natin ang inisyal na data (1) at (2) sa expression (3), buksan ang mga bracket, at ipasok ang ilang salik sa integral na independiyente sa variable ng integration:
Ilapat natin ang kilalang formula ng pagbabagong-anyo ng produkto ng trigonometriko ng paaralan para sa pagsasama-sama at mga function:
Ang formula na ito ay susi para sa AM at binibigyang-diin ang mismong "dalawang panig" na ito sa spectral na komposisyon ng signal ng AM.
Sa pagpapatuloy ng pagkakapantay-pantay, hinahati namin ang integral ng nagresultang kabuuan sa kabuuan ng dalawang integral, buksan ang mga bracket at kunin ang mga kinakailangang salik sa mga argumento ng function:
Ang tatlong resultang termino ayon sa pagkakabanggit ay kumakatawan, tulad ng makikita mula sa pagkakapantay-pantay, ang signal ng carrier, ang "ibaba" at "itaas" na mga signal sa gilid. Bago magbigay ng partikular na paliwanag, ipagpatuloy natin ang equation sa pamamagitan ng paglalapat ng variable replacement method sa sumusunod na configuration:
Gamitin natin ang parehong kapalit:
Sa pamamagitan ng pagpapalit ng mga limitasyon ng pagsasama sa unang integral (bilang resulta kung saan ang tanda sa harap ng integral ay magbabago sa kabaligtaran), maaari mong pagsamahin ang dalawang integral sa isa. Bukod dito, ang unang termino na naglalarawan sa signal ng carrier ay maaari ding idagdag doon. Sa kasong ito, natural, ang integrand function ng amplitude at phase ay dapat na pangkalahatan. Ginagawa ang lahat ng ito nang may kondisyon at para sa mas detalyadong kalinawan, nang hindi napupunta sa mga intricacies ng mathematical analysis. Sa gayon ito ay magiging:
Kaya, ang mga bagong piecewise function (4) at (5) ay ipinakilala, na naglalarawan ng pagbabago sa amplitude at phase depende sa dalas. Sa pagtingin sa mga bahagi ng function (4), makikita mo na ang ikatlong bahagi ay nakuha sa pamamagitan ng parallel na paglipat ng function sa , at ang una ay may paunang pag-ikot ng salamin. Hindi ko isinasaalang-alang ang mga pare-parehong multiplier sa harap ng mga function na nagpapababa sa amplitude. Iyon ay, sa spectrum ng AM signal mayroong tatlong bahagi: carrier, upper side at lower side, na makikita sa (4).
Sa konklusyon, nararapat na tandaan na ang AM ay maaaring inilarawan gamit ang isang mas kumplikadong diskarte batay sa mga kumplikadong signal at kumplikadong mga numero. Ang ordinaryong signal na tinalakay sa artikulong ito ay walang haka-haka na bahagi. Isinasaalang-alang ang representasyon ng vector diagram sa kumplikadong eroplano, ang isang senyas na walang isang haka-haka na bahagi ay ang kabuuan ng dalawang kumplikadong signal na may parehong mga bahagi. Ito ay malinaw kung akala natin ang isang single-tone signal bilang isang kabuuan ng dalawang vectors na umiikot sa magkasalungat na direksyon nang simetriko tungkol sa x-axis (Re). Ang bilis ng pag-ikot ng mga vector na ito ay katumbas ng dalas ng signal, at ang direksyon ay katumbas ng tanda ng dalas (positibo o negatibo). Ito ay sumusunod mula dito na ang frequency spectrum ng isang signal na walang isang haka-haka na bahagi ay hindi lamang isang positibo, kundi pati na rin isang negatibong bahagi. At, siyempre, ito ay simetriko tungkol sa zero. Ito ay sa ideyang ito na maaari nating sabihin na sa proseso ng amplitude modulation ang spectrum ng modulating signal ay inililipat kasama ang frequency scale sa kanan mula sa zero hanggang sa carrier frequency (at sa kaliwa din). Sa kasong ito, ang "ibabang bahagi" ay hindi lumabas; mayroon na ito sa orihinal na modulating signal, kahit na ito ay matatagpuan sa negatibong rehiyon ng dalas. Ito ay kakaiba sa unang tingin, dahil tila ang mga negatibong frequency ay hindi umiiral sa kalikasan. Ngunit ang matematika ay nagdudulot ng maraming sorpresa.
Mga Tag: Magdagdag ng mga tag
Amplitude modulated (AM) signal
Ang pangkalahatang formula ng signal ng AM ay:
Magnitude m Ito ay karaniwang tinatawag na modulation coefficient at ipinapakita kung anong bahagi ng amplitude ng carrier frequency voltage U om ang pagtaas sa amplitude ng modulated voltage ΔU m.
Ang timing diagram ng AM signal ay ipinapakita sa Fig. 3.1.24.
Ang pangkalahatang formula ay nagpapakita na ang spectrum ng isang amplitude-modulated (AM) na signal ng telepono ay binubuo ng kabuuan ng tatlong oscillations (tingnan din ang Fig. 3.1.24):
− dalas ng carrier f 0 ;
− upper lateral (UPL);
− lower side band (LSB).
Ang lapad ng spectrum ng signal ng AM ay 2 F max(6.8 kHz), kung saan ang F max ay ang maximum na frequency sa spectrum ng modulating low-frequency signal (3.4 kHz). Ang lapad ng spectrum ng mga signal ng AM mula sa mga istasyon ng pagsasahimpapawid ng radyo ay maaaring hanggang sa 9-10 kHz.
Fig.3.1.24. AM signal at ang spectrum nito
Ang AM signal spectrum ay hindi makatwiran sa dalawang aspeto.
Una sa lahat, ang pagkakaroon ng isang malakas na oscillation ng dalas ng carrier, na ginagamit lamang kapag nakita ang isang signal sa receiver. Sa modulation ratio na 100%, 2/3 ng transmitter power ay nagmumula sa carrier frequency at 1/3 mula sa dalawang sidebands.
Pangalawa, ang mga sideband frequency ng AM signal ay duplicate sa isa't isa. Para sa kadahilanang ito, sapat na upang magpadala ng isang sideband (itaas o ibaba - VBP o NBP), ᴛ.ᴇ. lumipat sa single-line na pagpapadala ng telepono.
Ang spectrum ng isang single-sideband signal (Fig. 3.1.25) ay sumasakop sa isang frequency band na kalahati ng frequency band ng isang conventional AM signal. Ang spectrum ng isang single-sideband signal ay kulang ng isang sideband at carrier frequency f 0 .
Fig.3.1.25. Mga signal ng solong sideband
Sa Fig. 3.1.25. nagpapakita ng spectrum ng single-sideband TLF signal na may VBP na may ganap na pinigilan na carrier (a) at ang spectrum ng single-sideband signal na may NBP na may bahagyang pinigilan na carrier na may pangalawang multiplexing ng channel ng komunikasyon ng dalawang TLG channel ( b)
Ang carrier wave ay dapat na bahagyang (nailipat na may pilot signal) o ganap na pinigilan. Upang makatanggap ng mga naturang signal, ginagamit ang mga receiving device kung saan naibalik ang vibration ng carrier.
Ang mga single sideband transmissions ay may ilang mga pakinabang:
a) Ang frequency spectrum para sa pagpapadala ng isang channel ng telepono ay dalawang beses na mas maliit kumpara sa frequency spectrum na may AM. Nagbibigay-daan ito sa receiving device na magkaroon ng makitid na bandwidth, na nagpapabuti sa kalidad ng pagtanggap, lalo na sa pagkakaroon ng interference ng radyo.
b) Ang posibleng bilang ng mga channel ng komunikasyon sa parehong frequency range ay tumataas.
c) Sa pamamagitan ng single-sideband transmission, isang malaking pakinabang ng enerhiya ang nakukuha:
− sa dulo ng pagpapadala, nakuha ang pakinabang na katumbas ng pagtaas ng kapangyarihan ng transmitter ng 4 na beses;
− ang bandwidth ng receiver ay nababawasan ng 2 beses, at ito ay katumbas ng 2-tiklop na pagtaas sa kapangyarihan;
− ang pagkonsumo ng enerhiya mula sa mga power supply ng isang single-sideband transmitter ay nabawasan dahil sa katotohanan na sa sandali ng katahimikan ay walang radiation ng electromagnetic energy; nagbibigay ito ng pakinabang sa kapangyarihan ng isa pang 25%;
− sa mga maikling alon sa receiving point na may conventional amplitude modulation, ang mga ugnayan ng phase sa pagitan ng dalas ng carrier at mga bahagi sa gilid ay nilabag, ito ay humahantong sa pagkupas ng signal; na may single-sideband transmissions, ang mga fadings na ito ay makabuluhang nabawasan, na nagbibigay ng gain sa transmitter power na humigit-kumulang 2 beses.
Gayunpaman, para sa radiotelephone single-sideband na operasyon, ang pagtaas sa kapangyarihan ng transmitter kumpara sa conventional AM ay humigit-kumulang 10-20 beses na mas malaki.
Ang mga single-band radiotelephone na komunikasyon ay mas mahirap i-intercept at i-eavesdrop.
Ang single-sideband na transmisyon ay lumalaban sa ingay dahil sa malaking pakinabang sa kapaki-pakinabang na lakas ng signal.
Ang mga signal ng AM at single sideband ay pangunahing ginagamit sa HF band. Ang mga single-sideband na signal ay ang mga pangunahing signal na ginagamit sa mga sistema ng komunikasyong militar, kasama. na may software tuning ng operating frequency (OPFC).
Frequency modulated signal– ay isang RF signal, ang frequency spectrum na naglalaman ng carrier frequency f o at isang set ng side frequency f o ± F; f o ± 2F; f o ± 3F, atbp. kapag ang f o ay nalantad sa isang signal ng dalas ng tono F.
Kung ang spectrum ng mga sound frequency ay apektado sa panahon ng modulasyon, ang spectrum ng FM vibrations (Fig. 3.1.26) ay magiging mas malawak at ang buong gap ay mapupuno ng kumbinasyon ng mga frequency. Ang pinakamataas na pagtaas sa dalas ng signal ng radyo (Δf m) na nauugnay sa orihinal na halaga nito ay karaniwang tinatawag paglihis ng dalas. Ang amplitude ratio sa spectrum na ito ay depende sa frequency modulation index M, na tinutukoy ng formula:
Ang FM spectrum ng isang signal ng telepono ay mas malawak kaysa sa spectrum ng isang amplitude-modulated signal, depende sa modulation index (sa halaga ng control modulating voltage) at kaunti lamang ang nakasalalay sa bandwidth ng modulating signal.
2 Δf hm = 2(M+1)F o 2 Δf hm =2 Δf max +2 F max
Ang mga signal ng FM ay pangunahing ginagamit sa hanay ng VHF. Ang timing diagram ng FM signal ay ipinapakita din sa Fig. 3.1.26.
Fig.3.1.26. Ang signal ng FM at ang spectrum nito
Phase modulation maaaring isipin bilang isang uri ng frequency modulation. Sa phase modulation, nagbabago ang phase ng isang high-frequency oscillation.
Ang isang pana-panahong pagkakasunud-sunod ng mga pulso ng radyo ay maaaring gamitin bilang isang tagapagdala ng mensahe, na kung saan ay nailalarawan sa pamamagitan ng amplitude, tagal, rate ng pag-uulit ng pulso, at ang posisyon ng mga pulso sa oras na may kaugnayan sa posisyon ng mga pulso ng hindi nabagong pagkakasunud-sunod, iyon ay, ang yugto ng mga pulso.
Sa pamamagitan ng pagpapalit ng isa sa mga nakalistang parameter, maaari kang makakuha ng apat na pangunahing uri ng pulse modulation: pulse amplitude modulation (APM), pulse frequency modulation (PFM), pulse phase modulation (PPM), pulse duration modulation (PWM). Ang mga uri ng pulso ng modulasyon ay malawakang ginagamit sa multi-channel na radio relay at tropospheric na mga linya ng komunikasyon.
Ang mga uri ng transmission na isinasaalang-alang ay kasalukuyang pinakasimple, hindi protektado mula sa radio interception upang makakuha ng access sa impormasyon, at ang mga channel ng komunikasyon ay may mababang throughput at noise immunity.
Ngayon, ang nangungunang papel ay nabibilang sa mga digital na komunikasyon. Sa pangkalahatan, ang anumang signal ay dapat ma-convert sa isang pagkakasunud-sunod ng mga discrete signal - direktang kasalukuyang mga pulso ng kuryente (digital form), na naka-encode sa mga kumbinasyon ng code (naka-encrypt), naka-compress at ipinadala sa isang channel ng komunikasyon. Sa receiving point, ang signal ay reverse converted at ibinalik, kabilang ang pagwawasto ng mga nakitang error.
Ang mga kakayahan ng pathogen ay tinutukoy ng layunin nito. Ang bilang ng mga uri ng nabuong signal ay makabuluhang nakakaapekto sa pagiging kumplikado ng mga signal generation device.
Saklaw ng dalas at pitch ng grid. Ang saklaw ng dalas ay tinutukoy ng layunin ng exciter. Dapat nitong saklawin ang mga saklaw ng dalas ng lahat ng mga transmiter kung saan nilalayon ang exciter. Ang mga modernong exciter ay nagbibigay ng discrete frequency setting na may partikular na interval-grid step. Karaniwang pinipili ang grid step bilang multiple ng 10 Hz: 10 Hz, 100 Hz. 1 kHz. Ang laki ng hakbang ng grid ay katapat sa lapad ng spectrum ng signal ng pinakamaliit na banda na ginagamit sa exciter. Ang nasabing signal ay ang signal sa panahon ng amplitude telegraphy (A-1). Ang lapad ng spectrum nito sa bilis ng telegraphing na 15-20 baud ay humigit-kumulang 45-60 Hz. Kinakailangan na ang mga signal ng dalawang transmitters na tumatakbo sa magkatabing frequency ay matanggap ng mga receiver ng kanilang mga correspondent nang walang kapansin-pansing impluwensya. Para sa kadahilanang ito, para sa maraming mga exciter ito ay sapat na magkaroon ng isang grid step na 100 Hz. Kasabay nito, kung nilayon itong gumamit ng telegraphy sa napakababang bilis, maaaring napakahalaga ng frequency grid na may hakbang na 10 Hz.
Katatagan ng dalas. Ang mga kinakailangan para sa katatagan ng dalas ng exciter ay pangunahing tinutukoy ng uri ng mga signal na ginamit. Ang pinakamataas na katatagan ng dalas ay kinakailangan kapag bumubuo ng mga single-sideband na signal, kapag ang channel ng telepono ay na-multiplex ng multi-channel telegraph o iba pang kagamitan. Sa kasong ito, ang pagkakaiba-iba ng mga frequency ng carrier sa link ng radyo ay pinapayagan na hindi hihigit sa 10-12 Hz. Samakatuwid, ang ganap na kawalang-tatag ng dalas ng exciter ay dapat na nasa pagkakasunud-sunod ng 5-6 Hz. Ang katatagan ng dalas ng exciter ay tinutukoy ng synthesizer at, higit sa lahat, ng reference oscillator na ginamit dito.
Antas ng mga panginginig ng boses at ingay sa gilid. Isinasaalang-alang na ang landas ng amplification ng transmitter ay dapat na broadband, napakahigpit na mga kinakailangan ay ipinapataw sa exciter upang sugpuin ang mga huwad na oscillations at ingay sa output. Output oscillation ng isang perpektong exciter. dapat maglaman lamang ng isang kapaki-pakinabang na bahagi - isang senyas. Sa kawalan ng modulasyon, ito ay isang harmonic oscillation, ang spectrum nito ay binubuo ng isang parang multo na linya. Kasama sa spectrum ng output oscillation ng isang real exciter ang spectrum ng kapaki-pakinabang na signal, maraming narrow-band spectra ng mga huwad na oscillations, at isang tuluy-tuloy na spectrum ng ingay.
Ang mga pinagmumulan ng ingay at mga side oscillations sa exciter ay mga synthesizer at ang signal generation at frequency conversion section. Lalo na mapanganib ang mga side oscillations na nabuo sa huling mixer ng exciter, dahil ang kanilang pagsugpo sa mga output circuit ng exciter ay nauugnay sa malaking paghihirap.
Ayon sa umiiral na mga pamantayan, ang pagsugpo sa mga side noise oscillations ay dapat na hindi bababa sa 80 dB sa frequency range na katabi ng operating frequency ng exciter (na may detuning mula +- 3.5 kHz hanggang +- 25 kHz, na may malalaking detuning, ang pagsugpo ay dapat tumaas hanggang 100-140 dB.
Oras para sa muling pagsasaayos. Sa mga exciter na gumagamit ng imbakan ng ilang mga operating frequency at awtomatikong paglipat mula sa isang operating frequency patungo sa isa pa, ang oras ng pag-tune na 0.3-1 s ay nakakamit. Ang oras ng pag-tune ay pangunahing tinutukoy ng synthesizer at depende sa uri at istraktura nito, ang paraan ng setting ng dalas at ang awtomatikong sistema ng kontrol ng exciter na ginamit.
Mga pangunahing pamamaraan ng synthesis ng dalas
Sa mga frequency synthesizer na ginagamit sa teknolohiya ng komunikasyon sa radyo, ang dalas ng output oscillation ay tumatagal sa maraming mga discrete value na may pare-parehong pagitan - ang grid step.
Sa mga unang pag-unlad, upang lumikha ng isang discrete set ng mga operating frequency, ang parehong hanay ng mga quartz resonator ay ginamit, inilipat sa oscillator circuit depende sa kinakailangang operating frequency. Ang prinsipyong ito ng quartz stabilization sa frequency range ay tinatawag na "quartz wave", dahil ibang quartz resonator ang ginamit para sa bawat operating frequency.
Nai-post sa ref.rf
Ang mga disadvantages ng pamamaraang ito ay halata: ang isang malaking bilang ng mga quartz resonator ay kinakailangan, at sa kasong ito imposibleng matiyak ang mataas na katatagan ng dalas ng nabuong mga oscillations.
Sa kasunod na mga pag-unlad, hinahangad nilang bawasan ang bilang ng mga quartz resonator sa pamamagitan ng pag-convert ng dalas ng mga oscillations ng input, na binuo ayon sa tinatawag na interpolation circuit. Ang mga block diagram ng device na nagpapakita ng paraan ng synthesis na ito ay ipinapakita sa Fig. 3.1.27, 3.1.28.
Fig.3.1.27. Interpolation circuits ng mga crystal oscillator
Fig.3.1.28. Pagbuo ng frequency grid
Maaari itong ipakita na ang kamag-anak na kawalang-tatag ng dalas ng oscillation ng output ay pangunahing tinutukoy ng kamag-anak na kawalang-tatag ng mas mataas na frequency generator (G1). Nangangahulugan ito na ang mga kinakailangan para sa katatagan ng dalas ng hindi gaanong high-frequency na generator (G2) ay hindi gaanong mahigpit kaysa sa generator G1 Para sa kadahilanang ito, kapag nag-synthesize ng mga frequency sa circuit ng Fig. 3.1.27. minsan ginagamit ang regular na G2 generator LC- smooth range generator (VFO) (Larawan 3.1.29).
Fig.3.1.29. Smooth range generator circuit
Sa kasong ito, ang isang tuluy-tuloy na pagbabago sa dalas ng output oscillation ay sinisiguro nang walang makabuluhang pagkasira sa frequency stability na nakamit sa G1 generator. Ang kawalan ng isang synthesizer na binuo ayon sa circuit na ipinapakita sa Fig. 3.1.27 – 3.1.29, ay isang medyo malaking bilang ng mga quartz resonator na ginamit. Sa pamamaraang ito ng frequency synthesis, mahirap matiyak ang isang kamag-anak na kawalang-tatag ng dalas ng oscillation ng output na mas mababa sa 10 -5 - 10 -6. Kung kinakailangan ang mas mataas na katatagan ng dalas, lumalabas na ito ay mas simple at mas matipid na gamitin sa isang frequency synthesizer. isa mataas na matatag na reference quartz self-oscillator.
Ang mga praktikal na circuit ng mga frequency synthesizer na binuo hanggang ngayon ay napaka-magkakaibang, ngunit sa pamamagitan ng paraan ng pagbuo ng output oscillation maaari silang nahahati sa dalawang pangunahing grupo: mga synthesizer na ginawa batay sa pamamaraan direktang synthesis at mga synthesizer na ginawa batay sa pamamaraan hindi direktang synthesis. Ang isang frequency synthesizer ay itinuturing na nakabatay sa direktang paraan ng synthesis kung hindi ito naglalaman ng mga self-oscillator at ang mga output oscillations nito ay nakuha bilang resulta ng pagbubuod, pagpaparami at paghahati ng dalas ng mga input oscillations na nagmumula sa isang reference oscillator o reference frequency sensor. . Ang isa pang pangalan para sa pamamaraang ito ay passive frequency synthesis.
Sa hindi direktang synthesis, ang output oscillation ng synthesizer ay lumilikha ng self-oscillator, ang frequency instability na kung saan ay inalis. Para sa layuning ito, ang dalas ng generator, gamit ang isang sistema ng pagbabawas (landas), ay na-convert sa dalas ng isang tiyak na pamantayan, kumpara sa pamantayang ito, at ang nagresultang error ay ginagamit upang maalis ang kawalang-tatag ng generator. Sa mga diagram awtomatikong kontrol sa dalas Ang generator na ito ay karaniwang tinatawag na kinokontrol, at sa mga circuit na may kabayaran para sa kawalang-tatag ng dalas- pantulong. Ang isa pang pangalan para sa indirect synthesis method ay aktibong synthesis.
Sa di-tuwirang mga synthesizer ng synthesis, ang pagdadala ng dalas ng oscillator sa pamantayan ay maaaring isagawa sa pamamagitan ng isang serye ng mga conversion ng dalas, kung saan, sa tulong ng mga oscillations mula sa mga reference frequency sensor, ang isang sunud-sunod na pagbawas (pagbabawas) ng dalas ay isinasagawa. Ang path ng pagbabawas na ito ay tinatawag na frequency subtraction path.
Ang pagdadala ng dalas ng generator sa pamantayan ay maaari ding gawin sa pamamagitan ng paghahati sa dalas, at sa kasalukuyan, ang mga divider tulad ng mga pulse counter na binuo batay sa mga digital integrated circuit ay ginagamit bilang frequency divider. Para sa kadahilanang ito, ang mga synthesizer na may frequency division path ay karaniwang tinatawag na digital.
Ang pinakasimpleng circuit ng isang synthesizer na binuo gamit ang direktang paraan ng synthesis ay ipinapakita sa Fig. 3.1.30. Naglalaman ang synthesizer ng ilang reference frequency sensor, bawat isa ay gumagawa ng oscillation ng isa sa sampung frequency sa output nito. Ang mga oscillation mula sa mga sensor ay ipinadala sa mixer sa output ng mixer, ang isang kumbinasyon ng oscillation ng kabuuang dalas ay nakahiwalay gamit ang isang bandpass filter.
Fig.3.1.30. Synthesizer gamit ang direct synthesis method
Ang block diagram ng isang synthesizer, na ginawa batay sa hindi direktang paraan ng synthesis at naglalaman ng isang subtraction path, ay ipinapakita sa Fig. 3.1 31. Ang output oscillation ng synthesizer ay lumilikha ng GPA. Sa landas ng pagdadala ng dalas ng GPA sa pamantayan, ang dalas ng GPA ay nababawasan. Sa phase detector (PD), ang isang paghahambing ay ginawa ng na-convert na frequency ng VFO at ang dalas ng reference oscillation.
Fig.3.1.31. Synthesizer gamit ang indirect synthesis method
Ang isang synthesizer na ginawa gamit ang hindi direktang paraan ng synthesis ay nagbibigay-daan sa isa na makakuha ng isang mas mababang antas ng mga pekeng emisyon, dahil ang kanilang pag-filter ay mas madaling ipatupad.
Ang anumang synthesizer ay naglalaman ng mga sensor ng dalas. Ang sensor, sa pamamagitan ng layunin nito, ay isa ring synthesizer, tanging ang mga pag-andar nito ay limitado sa pagbuo ng sampung frequency lamang. Ang mga sensor ay binuo, tulad ng synthesizer sa kabuuan, batay sa direkta o hindi direktang mga pamamaraan ng synthesis. Ang pinakasimpleng direktang synthesis circuit, halimbawa, frequency multiplier, ay kadalasang ginagamit. Minsan ang mga sensor ay bumubuo ng 100 sa pinakamaraming reference na frequency, pagkatapos ay nagiging mas kumplikado ang kanilang disenyo at ang parehong paraan ng frequency synthesis ay ginagamit para sa pagtatayo.
Sa mga synthesizer na binuo gamit ang indirect synthesis method, ginagamit ang tinatawag na search device para awtomatikong ayusin ang VFO, binabago nito ang frequency ng VFO hanggang sa mahulog ito sa capture band ng PLL system (o CAP). Ang aparato sa paghahanap ay karaniwang gumagawa ng boltahe ng ngipin ng lagari, na inilalapat sa reaktibong elemento ng VFO at binabago ang dalas ng VFO sa loob ng malawak na hanay. Ito ay lumiliko sa malalaking detuning, kapag walang pare-parehong bahagi ng boltahe sa output ng phase detector. Matapos maitatag ang synchronism sa system, ang aparato sa paghahanap ay naka-off, ngunit ang kontrol na boltahe na tumutugma sa sandaling natapos ang paghahanap ay naka-imbak at ibinibigay sa reaktibong elemento ng GPA. Sa proseso ng karagdagang operasyon, ang paunang dalas ng GPA (ang dalas ng GPA na may bukas na PLL ring ay maaaring magbago sa isang mas malawak na banda, na ang capture band, ngunit hindi dapat lumampas sa mga hangganan ng hold band.
Sa modernong mga synthesizer, ang pag-tune ng VFO ay ginagawa gamit ang mga varicap at limitado ang mga limitasyon nito. Sa katotohanan, ang tuning band ay 10-30% ng average na dalas ng VFO samakatuwid, ang mga wideband synthesizer ay gumagamit ng hindi isa, ngunit ilang mga kinokontrol na oscillator. Ang bawat isa sa kanila ay nagpapatakbo sa isang tiyak na bahagi ng hanay ng dalas ng awtomatikong lumipat batay sa itinakdang dalas.
Ang prinsipyo ng kabayaran at paggamit nito sa pagbuo ng mga synthesizer.
Sa isang bilang ng mga modernong exciter at radio receiver, isang paraan ng kompensasyon ang ginagamit kapag gumagawa ng isang frequency stabilization path. Ang kakanyahan ng pamamaraang ito ay ang isang auxiliary unstabilized generator ay kasangkot sa paglikha ng isang grid ng mga stable frequency, ang tuning error na kung saan ay nabayaran kapag bumubuo ng dalas ng output signal.
Ang mga block diagram ng pinakasimpleng aparato, kung saan ginagamit ang paraan ng kompensasyon, ay ipinapakita sa Fig. 3.1.32, 3.1.33. Ang circuit na ito ay madalas na tinatawag na compensation o double frequency conversion circuit, at nagbibigay ito ng epektibong pagsala ng kapaki-pakinabang na oscillation.
Ang gawain ng aparatong ito ay ang mga sumusunod: ang isang harmonic oscillation na may isang matatag na dalas ay ibinibigay sa input sa output na ito ay napakahalaga upang makuha ang harmonic ng oscillation na ito na may numerong K.
Sa forming device, isang sequence ng maikling pulse na may period To = 1/fо ay nalikha mula sa isang harmonic oscillation. Ang filter F1 ay gumaganap ng isang pantulong na papel sa circuit na ito. Nagbibigay ang filter na ito ng paunang pagpili ng isang pangkat ng mga harmonic na malapit sa harmonic na may numerong K, at, higit sa lahat, nagbibigay ng pagsugpo sa mga harmonic na iyon na maaaring magsilbing mirror interference para sa device na pinag-uusapan.
Ang auxiliary generator ay inaayos upang sa SM-1 mixer ang harmonic Kfo ay na-convert sa isang intermediate frequency fpr = fg –Kfo, na nasa passband ng filter F2 (Fig. 3.1.34).
Sa kasong ito, ang mga katabing harmonic na may mga numero (K+1) at (K-1) ay may mga intermediate na frequency na nasa labas ng filter passband, at samakatuwid ay epektibong pinipigilan.
Ang filter na F2 ay nakatutok sa isang nakapirming frequency fpr;
Sa panahon ng pangalawang frequency conversion sa SM2, ang isang oscillation na may frequency fout = fg – fpr ay nakahiwalay, ngunit isinasaalang-alang na fpr = fg – Kfo, pagkatapos ay fout = Kfo. Isinasaayos ang Filter F3 sa frequency Kfo at idinisenyo upang sugpuin ang mga hindi gustong oscillations na nangyayari sa output ng SM2.
Upang baguhin ang dalas ng output oscillation, sapat na upang muling itayo ang auxiliary generator.
Mga synthesizer ng digital frequency
Sa mga nagdaang taon, ang mga synthesizer na ginawa batay sa hindi direktang paraan ng synthesis na may frequency division path at pulse-phase na awtomatikong kontrol sa dalas ng isang smooth range generator ay naging laganap. Sa mga synthesizer na ito, ang karamihan sa mga elemento ay ginagawa sa mga digital na pinagsama-samang elemento, samakatuwid, ang mga synthesizer na may frequency division ay karaniwang tinatawag na digital.
Ang block diagram ng digital synthesizer ay ipinapakita sa Fig. 3.1.35.
Sa diagram na ito, ang GPA ay isang kinokontrol na generator na lumilikha ng mga harmonic oscillations, ang FU ay isang forming device na nagko-convert ng mga harmonic oscillations sa isang sequence ng mga pulse na may parehong rate ng pag-uulit, ang DPKD ay isang divider na may variable na division coefficient, ang IPD ay isang pulse -phase detector, ang fo ay ang reference frequency fluctuations, fluctuations alin ay ang dalas ng paghahambing.
Ang GPA oscillations, na na-convert sa isang pulse sequence na may repetition frequency fg, ay ipinapadala sa DPKD, kung saan ang pulse repetition frequency ay hinati. Sa output ng DPCD, na mayroong division coefficient N, isang bagong sequence ang nabuo na may pulse repetition rate fg/N, na ibinibigay sa isa sa mga input ng IPD. Isang pulse sequence na may reference repetition frequency fо ay ibinibigay sa pangalawang input ng IFD.
Sa IFD, ang mga pagbabagong ito ay inihambing. Sa nakatigil na mode, kapag ang synchronism ay nangyayari sa system, ang pagkakapantay-pantay ng mga frequency ng input pulse sequences fo=fg/N ay sinisiguro.
Awtomatikong inaayos ang GPA sa nominal frequency fg = fо N dahil sa katotohanan na ang IFD ay lumilikha ng isang kontrol na boltahe na nakadepende sa pagkakaiba ng bahagi ng pinaghahambing na mga oscillations.
Upang baguhin ang dalas ng GPA, sapat na upang baguhin ang ratio ng paghahati. Kapag ang DPKD division coefficient ay nagbabago mula Nmin hanggang Nmax, ang dalas ng output oscillation ng synthesizer ay nagbabago sa hanay mula fgmin=N min fo hanggang fmax=N max fo (na may mga hakbang na fo).
Sa Fig. Ang 3.1.36 ay nagpapakita ng iba pang posibleng mga scheme ng band exciters na may awtomatikong frequency control (frequency - FAL at phase - PLL). Sa Fig. 3.1.36: LPF – low pass filter; BH - detektor ng dalas; GPA - makinis na hanay ng generator; SM - panghalo; УУ - control device; PD - detektor ng phase.
Mga power amplifier
Ang mga high-frequency na power amplifier ay tunable at non-tunable.
Sa circuit ng isang tunable resonant amplifier, ang isang ipinag-uutos na elemento ay isang oscillatory circuit na may mga elemento para sa pagtutugma ng koneksyon sa antena, ang muling pagsasaayos nito ay isinasagawa sa pamamagitan ng pagbabago ng inductance ng mga coils o capacitances ng mga capacitor ng pangkalahatang resonant system . Upang makakuha ng maximum na pakinabang, ang oscillating circuit ay manu-mano o awtomatikong nababagay sa dalas ng signal ng exciter, na binabawasan ang bilis ng istasyon at ginagawang posible na magbigay ng pagsugpo sa isang dalas lamang. Ang ganitong mga amplifier ay ginamit sa mga istasyon ng jamming ng lumang fleet.
Ang mga broadband power amplifier (WPA), na ginagamit sa lahat ng modernong serial jamming station at idinisenyo ayon sa isang distributed gain amplifier (DAA) circuit, ay libre mula sa disbentaha na ito at kumakatawan naglalakbay na wave amplifier(Tsykin G.S. Amplifier ng mga electrical signal. - 2nd ed., revised. - M.: Energy, 1969. - 384 pp.: ill.).
Sa silo, ang mga signal ng exciter ay pinalakas nang walang pag-tune sa buong saklaw ng operating, na nagpapataas ng pagganap ng anumang uri ng istasyon at nagbibigay-daan sa paglikha ng quasi-sabay-sabay na interference sa ilang mga frequency. Sa kasong ito, upang ibukod ang paglabas ng mga side signal (harmonics ng pangunahing frequency), ang mga harmonic suppression filter (HSF) ay naka-on sa output ng amplifier. Tinutukoy ng bilang ng mga filter ang bilang ng mga subband ng transmitter. Ang mga ito ay inililipat gamit ang mga high-frequency na relay nang awtomatiko o manu-mano.
Ang prinsipyo ng pagbuo ng pangunahing landas ng amplification ng naturang mga transmitters ay inilalarawan ng circuit diagram ng URU (Fig. 3.1.37). Ang pinakasimpleng paraan ay ang pagbuo ng mga amplifier na may load sa anyo ng low-pass filter - mga amplifier na may distributed gain. .
Ang mga URU ay isang device na may parallel na koneksyon ng mga amplifying lamp sa pamamagitan ng mga artipisyal na linya. Ang input at output capacitances ng mga tubo ay kasama bilang mga elemento ng mahabang linya at walang limitasyong epekto sa upper frequency ng passband ng amplifier. Ang mga amplifier ay binuo gamit ang single-cycle at push-pull circuit.
Ang amplifier ay may dalawang linya ng paghahatid (grid at anode) at mga elemento ng amplification, na ang mga kapangyarihan ng output ay pinagsama-sama sa isang karaniwang pagkarga. Ang mga seksyon ng mga linya ng paghahatid ay maaaring ipatupad bilang mga low-pass na filter, tulad ng sa figure, o bilang mga band-pass na filter.
Ang signal na inilapat sa input ng circuit ay kumakalat kasama ang isang grid transmission line ng magkaparehong mga filter na nabuo ng mga inductance. L kasama si at mga lalagyan Sa may. Ang bawat seksyon ng linya ay konektado sa mga grid ng kaukulang lamp.
Ang linya ng grid sa dulo ay puno ng paglaban R kasama, katumbas ng alon
Tinitiyak nito ang isang traveling wave mode sa linya, at ang input impedance ng linya ay nananatiling pare-pareho sa operating frequency range ng amplifier.
Ang linya ng anode ay idinisenyo nang katulad sa linya ng grid, at ang katangian ng impedance ay tinutukoy ng inductance L A at kapasidad S A.
Ang linya ng anode ay puno ng paglaban sa magkabilang dulo R A1 = R A2 =, kaugnay nito, nagaganap ang isang two-way na naglalakbay na wave mode sa linya ng anode.
Ang input signal wave, na kumakalat sa linya ng grid, ay nagpapasigla ng dalawang alon mula sa bawat lampara sa linya ng anode. Ang isa sa mga alon na ito ay kumakalat sa kaliwa (ayon sa circuit) at hinihigop ng tumutugmang (ballast) na pagtutol R A1, at ang pangalawa ay umabot sa paglaban sa pagkarga R A2 at naglalabas ng kapaki-pakinabang na kapangyarihan dito. Ang isang kinakailangang kondisyon para sa operasyon ay dapat na ang parehong oras ng pagkaantala ng signal ng anode at mga linya ng grid.
Sa pagkakaroon ng two-way na pagtutugma ng anode line, ang in-phase na pagdaragdag ng mga alon ng bawat linya sa load ay nangyayari. Dahil ang kasalukuyang ng bawat lamp ay branched, ang kabuuang kabuuang kasalukuyang (mula sa lahat ng lamp) ng unang harmonic sa load ay magiging kalahati ng mas marami.
Sa URU circuit, ang mga gain factor ng cascades ay idinagdag, hindi pinarami. Para sa mga kadahilanang enerhiya, ipinapayong gumamit ng isang malaking bilang ng mga lamp sa URU.
Ang amplitude ng boltahe sa buong load ay hindi nakadepende sa bilang ng mga tubo sa amplifier at hindi maaaring lumampas sa halaga U n = ako A.
Nadagdagan ang pagiging maaasahan ng mga URU, dahil nananatili silang gumagana kapag nabigo ang mga indibidwal na lamp. Kasabay nito, ang mga katangian ng amplitude-frequency ay medyo lumala dahil sa isang pagbabago sa kapasidad ng lampara na konektado sa linya.
Ang mga espesyal na pagbabalanse at pagtutugma ng mga transformer ay ginagamit bilang pagtutugma ng mga elemento ng URU sa antenna (sa mga tuntunin ng uri ng output-input at output at mga impedance ng input).
Gumagamit ang mga power amplifier ng espesyal na control, blocking at signaling device (UCD).
Nagbibigay ang UBS ng:
− sapilitang pagbukas (off) ng mga boltahe ng supply sa mahigpit na pagkakasunod-sunod;
− pagtatanggal ng mga boltahe ng supply sa mga mapanganib na kondisyon (overcurrent ng mga power supply, break o short circuit sa HF energy transmission path, hindi epektibong operasyon ng forced cooling system);
− proteksyon ng mga tauhan ng serbisyo mula sa pag-access sa mga live na bahagi sa ilalim ng mataas na boltahe;
− pagbibigay ng senyas ng mga nakumpletong operasyon at malfunctions, atbp.
Mga tanong sa seguridad
1.Ano ang mga kinakailangan para sa mga kagamitan sa pagpapadala ng radyo? 2. Ano ang tumutukoy sa labis na kahalagahan ng paggamit ng multi-stage scheme para sa pagbuo ng mga HF transmitter?
3. Ano ang mga tampok ng pagtatayo ng mga exciter circuit para sa HF at VHF transmitters?
4.Magbigay ng klasipikasyon ng self-excited generator circuits.
5.Ano ang mga katangian ng quartz resonator?
Amplitude modulated (AM) signal - konsepto at mga uri. Pag-uuri at mga tampok ng kategoryang "Mga signal ng Amplitude-modulated (AM)" 2017, 2018.
Sa husay na bahagi, ang amplitude modulation (AM) ay maaaring tukuyin bilang isang pagbabago sa amplitude ng carrier na proporsyon sa amplitude ng modulating signal (Larawan 2, a).
Figure 2. Amplitude modulation (m<<н).
a - hugis ng signal; b - frequency spectrum.
Para sa isang modulating signal ng malaking amplitude, ang kaukulang amplitude ng modulated carrier ay dapat malaki para sa maliliit na halaga ng Am. Tulad ng makikita sa ibang pagkakataon, ito ay isang espesyal na kaso ng mas pangkalahatang paraan ng modulasyon.
Ang produkto ng dalawang expression na ito ay:
Ang equation (3) ay nagpapakita na ang amplitude ng modulated carrier ay mag-iiba mula sa zero (kapag mt = 900, cos(mt)=0) hanggang AnAm (kapag mt = 0°, cos(mt)=1). Ang terminong Amcos(mt)An ay ang amplitude ng modulated oscillations at direktang nakasalalay sa agarang halaga ng modulating sinusoid. Ang equation (3) ay maaaring ibahin sa anyo
Ang pagbabagong ito ay batay sa trigonometric identity
Ang equation (4,a) ay isang senyas na binubuo ng dalawang oscillations na may mga frequency na 1=n+m at 2=n-m at amplitudes. Ang muling pagsusulat ng expression para sa modulated oscillation (4,a), nakuha namin
Ang 1 at 2 ay tinatawag na mga sideband dahil ang m ay karaniwang isang frequency band sa halip na isang solong frequency. Dahil dito, ang 1 at 2 ay kumakatawan sa dalawang frequency band - sa itaas at ibaba ng carrier (Figure 2, b), i.e. itaas at ibaba sidebar ayon sa pagkakabanggit. Ang lahat ng impormasyon na kailangang ipadala ay nakapaloob sa mga sideband na ito.
Ang equation (4,b) ay nakuha para sa espesyal na kaso kapag ang modulated signal ay resulta ng direktang multiplikasyon ng en sa em. Bilang resulta, ang equation (4,b) ay hindi naglalaman ng isang bahagi sa dalas ng carrier, i.e. Ang dalas ng carrier ay ganap na pinigilan. Ang ganitong uri ng pinigilan na modulasyon ng carrier ay kung minsan ay sadyang idinisenyo sa mga sistema ng komunikasyon dahil nagreresulta ito sa mas mababang radiated na kapangyarihan. Karamihan sa mga ganoong system ay naglalabas ng ilang kapangyarihan sa dalas ng carrier, sa gayon ay nagbibigay-daan sa tumatanggap na aparato na tumune sa dalas na iyon. Posible rin na magpadala lamang ng isang sideband, dahil naglalaman ito ng lahat ng nauugnay na impormasyon tungkol sa signal ng baseband. Ang receiving device ay muling itinatayo ang signal mula sa modulasyon ng isang sideband.
Ang kumpletong expression na kumakatawan sa amplitude-modulated oscillation sa pangkalahatang anyo ay:
Inilalarawan ng expression na ito ang parehong hindi napigilang carrier (ang unang termino sa kanang bahagi ng equation) at ang produkto, i.e. modulasyon (pangalawang termino mula sa kanan). Ang equation (6,a) ay maaaring muling isulat bilang
Ang huling expression ay nagpapakita kung paano nagbabago ang amplitude ng carrier alinsunod sa mga instant na halaga ng modulating oscillation. Ang amplitude ng modulated signal Anm ay binubuo ng dalawang bahagi: An - ang amplitude ng unmodulated carrier at Amcos(mt) - ang agarang halaga ng modulating oscillation:
Tinutukoy ng ratio ng Am hanggang An ang antas ng modulasyon. Para sa Am=An, ang halaga ng Anm ay umaabot sa zero sa cos(мt)=-1 (мt=180°) at Anm=2An sa cos(мt)=1 (мt= 0°). Ang amplitude ng modulated wave ay nag-iiba mula sa zero hanggang dalawang beses ang carrier amplitude. Saloobin
tinutukoy ang modulation coefficient. Upang maiwasan ang pagbaluktot ng ipinadalang impormasyon - ang modulated signal - ang halaga ng m ay dapat nasa hanay mula sa zero hanggang isa: 0m1. Ito ay tumutugma sa AmAn. (Para sa m=0 Am=0, ibig sabihin, walang modulating signal.) Ang equation (6,a) ay maaaring muling isulat sa pagpapakilala ng m:
Ang Figure 3, a ay nagpapakita ng hugis ng modulated oscillations at ang modulation coefficient m ay ipinahayag sa pamamagitan ng maximum at minimum na mga halaga ng amplitude nito (peak at nodal values). Ang Figure 3, b ay nagbibigay ng ideya ng spectrum ng modulated oscillations, na maaaring ipahayag sa pamamagitan ng pagbabago ng equation (6):
Figure 3. Amplitude modulation.
a - hugis ng signal; b - spectrum ng modulated oscillations
Ipinapakita ng Figure 4 ang resulta ng modulation na may coefficient m na lumalampas sa 100%: m>1.
Figure 4. Resulta ng modulasyon (m>1)
Ipinapakita ng talahanayan 1 ang amplitude at kapangyarihan para sa bawat isa sa tatlong bahagi ng dalas ng modulated oscillation.
Talahanayan 1. Power at amplitude ng AM oscillations.
Para sa 100% modulation (m=1) at isang carrier power na 1 kW, ang kabuuang kapangyarihan ng modulated oscillations ay 1 kW+(1/2)2 kW+(1/2)2 kW=1.5 kW. Tandaan na kapag m=1, ang power na nasa magkabilang sideband ay kalahati ng carrier power. Katulad nito, sa m=0.5, ang kapangyarihan sa magkabilang sideband ay 1/8 ng kapangyarihan ng carrier. Nalalapat lamang ang nasa itaas sa sinusoidal AM waveform. Maaaring gamitin ang amplitude modulation upang magpadala ng mga halaga ng pulso.
Sa kumbensyonal na dual sideband modulation na ginagamit sa radio broadcasting, ang impormasyon ay ipinadala ng eksklusibo sa mga sideband. Upang makakuha, halimbawa, magandang kalidad ng tunog, kinakailangan na magtrabaho sa isang frequency band na may lapad na 2M, kung saan ang M ay ang bandwidth ng mataas na kalidad na pagpaparami ng tunog (20-20,000 Hz). Nangangahulugan ito na ang isang karaniwang AM broadcast, halimbawa, na may mga frequency na hanggang 20 kHz, ay dapat magkaroon ng bandwidth na ±20 kHz (40 kHz kabuuan), na isinasaalang-alang ang upper at lower sidebands. Gayunpaman, sa pagsasagawa, nililimitahan ng mga panuntunan ng FCC ang bandwidth sa 10 kHz (5 kHz), na nagbibigay lamang ng 5 kHz bandwidth para sa radio audio transmission, na malayo sa mataas na kalidad na mga kondisyon ng playback. Ang frequency modulation broadcasting, gaya ng ipapakita sa ibaba, ay may mas malawak na frequency band.
Nagtatakda din ang Federal Communications Commission ng mga frequency tolerance para sa lahat ng frequency allocation sa United States. Lahat ng AM broadcast (535--1605 kHz) ay may tolerance na 20 Hz, o humigit-kumulang 0.002%. Ang katumpakan at katatagan ng dalas na ito ay maaaring makamit sa pamamagitan ng paggamit ng mga kristal na oscillator.
Ang pagtuklas o demodulation ng mga AM waveform ay nangangailangan ng pagwawasto ng modulated signal na sinusundan ng pag-alis ng carrier frequency gamit ang naaangkop na pag-filter. Ang dalawang yugtong ito ng pagpaparami ng isang modulating signal ay maaaring ipakita sa pamamagitan ng halimbawa ng oscillation na ipinapakita sa Figure 3, a. Pagkatapos ng pagwawasto, kalahati lamang ng oscillation ang nananatili, at pagkatapos ng pag-filter, tanging ang sobre nito ang naroroon, na siyang muling ginawang signal.
