Амплитудная модуляция (АМ)

7.1.Временная и спектральная диаграммы сигнала АМ

При АМ амплитуда несущего ВЧ колебания изменяется в соответствии с модулирующим НЧ сигналом.

(7.1)

Um - средняя амплитуда АМ сигнала.

- глубина (коэффициент) АМ.

Если модулирующий сигнал гармонический:

- модулирующая, низкая частота,

- несущая, высокая частота, то АМ сигнал принимает вид:

(7.2)

Временная диаграмма НЧ сигнала:

Uнч(t)

Рис.7.1

t

Временная диаграмма модулированного сигнала АМ:

u_АМ (t)

DU

Um t

Рис.7.2

В соответствии с временной диаграммой глубина амплитудной модуляции равна:

М_A=DU/Um. (7.3) .
Определим спектр АМ сигнала, для чего раскроем скобки в выражении для АМ и представим произведение косинусов в виде косинуса суммы и разности углов:

(7.4)

Спектр модулирующего сигнала .

U

Рис.7.3

W w

Спектр АМ сигнала.

u U_mнесущая

нижняяM_AU_m M_AU_m верхняя

боковая2 2боковая

w₀-W w₀ w₀+W w

Рис.7.4

- ширина спектра сигнала АМ – полоса частот, в пределах которой заключена основная доля энергии сигнала.

(7.5)

Боковые имеют высоту (амплитуду) не более половины несущей.

7.2. Амплитудный модулятор.

Схема базового амплитудного модулятора имеет вид:

C L

Uнч(t) UАМ(t)

Uвч(t) Рис.7.5.

E Ek

На входе 3 напряжения:

1. - модулирующее напряжение.

2. - несущее напряжение.

3. - напряжение смещения.

(7.6)

Транзистор – нелинейный элемент. Он преобразует спектр входного процесса, чтобы получить нужные нам частоты (несущую и 2 боковых)

LC-контур (линейная электрическая цепь) выделяет нужные частоты.

Определим спектр тока на выходе транзистора, если ВАХ транзистора аппроксимируется полиномом второй степени.

Построим спектр входного напряжения:

Uвх Um

E Vm Рис.7.6.

0 W w₀ w

В соответствии с расчетом построим и спектр тока i через транзистор:

i

Рис.7.7.

 

0 W 2W w₀-W w₀ w₀+W 2w₀ w

Резонансный контур настроен на и выделяет частоты .

Сопротивление резонансного контура имеет вид:

(7.7)

АЧХ контура показана на рис.7.7 пунктиром.

На контуре выделяются токи с частотами . Для каждой из этих частот резонансный контур имеет свое сопротивление. Умножив амплитуду соответствующей составляющей тока на сопротивление контура для этой частоты , получим амплитуду составляющей напряжения на контуре. В целом, мы получим на контуре АМ сигнол:

1-ое слагаемое – несущая частота АМ сигнала.

2-ое слагаемое – боковые частоты АМ сигнала.

Спектр напряжения на контуре представляет собой спектр АМ сигнала, рассмотренный нами выше.

 

Дата добавления: 2014-09-08; просмотров: 514; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!