Статическая модуляционная характеристика (СМХ)

СМХ –это зависимость амплитуды 1-ой гармоники выходного тока I₁ модулятора от напряжения смещения E при амплитуде вч несущей U_m=const и амплитуде нч модулирующего сигнала V_m = 0.

Расчет СМХ методом угла отсечки.

1.Аппроксимируем ВАХ отрезками прямых.

S<0;

i

 

 

E0 u Рис.7.8.

2. Определяем пределы изменения смещения E.

U_m – амплитуда несущей.

3. Задаёмся напряжением смещения Е^/.

4. Определяем угол отсечки:

5. Определяем амплитуду первой гармоники:

, где g₁(q)-коэффициент Берга (см. учебник[1])

6. Возвращаемся в пункт 3 и т.д.

Стандартный вид СМХ показан на рис. 7.9.

Рассмотрим выбор рабочего режима по СМХ.

I₁ I1

I1max

рт I10

I₁min

Emax Eрт Emin E t

Рис.7.9.

uнч

 

 

t

 

1. Выбираем линейный участок (на глаз).

2. Определяем Е_min , E_max , I_max , I_min .

3. Выбираем рабочую точку в середине линейного участка Р.Т.(I₁₀;Е_{Р. Т.})

4. Определяем максимальную амплитуду модулирующего сигнала для неискажённой модуляции:

5. Определяем максимальную глубину амплитудной модуля-

ции для неискажённых АМ:

 

Рассмотрим спектры АМ сигналов при более сложных модулирующих сигналах.

Для простейшего случая , когда модулирующий сигнал представляет собой моногармоническое колебание, спектр модулирующего сигнала показан на рис.7.3 и спектр АМ сигнала на рис.7.4.

Пусть модулирующий сигнал содержит две частоты W₁ и W₂.

Если спектр модулирующего сигнала более сложный, то усложняется спектр АМ сигнала: он содержит спектр модулирующего сигнала, перенесённый на частоту , несущую частоту и зеркальное отражение спектра модулирующего сигнала относительно несущей.

 

Спектр модулирующего сигнала.

 

U

Рис.7.10.

 

W₁ W₂ w

Спектр АМ сигнала.

u U_m

Рис.7.11.

w₀-W₁ w₀ w₀+W₁ w

w₀-W2 w₀+W2

В этом случае, ширина спектра АМ сигнала равнаудвоенной максимальной модулирующей частоте :

Если спектр модулирующего сигнала будет сплошным в некоторой полосе частот:

U

Рис.7.12.

W₁ W₂ w

то спектр АМ сигнала также будет иметь верхнюю и нижнюю боковые полосы частот , и тоже сплошные:

u U_m

Рис.7.13.

w₀-W₁ w₀ w₀+W₁ w

w₀-W2 w₀+W2

7.4. Энергетические показатели АМ.

Определим среднюю мощность АМ сигнала на сопротивление R за большой интервал времени:

Все слагаемые, содержащие после интегрирования и усреднения по времени уничтожаются, так что остаются два слагаемых:

(7.8)

1-ое слагаемое – мощность несущей, 2-ое слагаемое – мощность боковых.

При амплитудной модуляции мощность боковых, которые переносят полезную информацию даже при М_А=1 составляют, только 1/3 средней мощности передатчика. 2/3 мощности передатчика тратится на излучение несущей, которая не несёт информацию. Т.е АМ имеет плохие энергетические показатели. Поэтому используется более эффективные виды модуляции.

7.5. Балансная АМ (БАМ)

При БАМ не передают несущей частоты. Спектр БАМ при гармонической модуляции имеет вид:

u

Рис.7.14.

w₀-W₁ w₀ w₀+W₁ w

7.6.Однополосная модуляция (ОМ)

Так как верхняя и нижняя боковые одинаковые, то можно передавать только одну боковую, однако, для детектирования сигнала ОМ на приеме необходимо точно восстановить несущую частоту, поэтому надо передавать кусочек несущей – ^“пилот-сигнал^” .Спектр сигнала ОМ имеет сдедующий вид при гармонической модуляции :

uпилот-сигнал

Рис.7.15.

w₀-W w₀ w

Преимущества ОМ:

1. Вся мощность передатчика тратится на передачу информации.

2. Ширина спектра ОМ равна : , т.е. в 2 раза меньше, чем ширина спектра АМ или БАМ .

Недостатки ОМ:

1.Усложнение схемы приемников, т.к. надо восстанавливать несущую.

2.Необходимо передавать пилот-сигнал.

Вопросы для самопроверки.

1.Запишите аналитическое выражение для АМ сигнала.

2.Нарисуйте временную диаграмму АМ сигнала при гармонической модуляции и при произвольном модулирующем сигнале.

3.Нарисуйте спектр АМ сигнала при гармонической модуляции и при произвольном спектре модулирующего сигнала.

4.Что такое глубина модуляции ?

5.Нарисуйте принципиальную схему амплитудного модулятора.

6. Рассчитайте спектр тока на выходе модулятора и спектр напряжения на контуре модулятора.

7. Что такое СМХ?

8. Каков порядок расчета СМХ методом угла отсечки и методом кратных дуг.

9.Каков порядок выбора рабочего участка по СМХ и порядок определения параметров выходного АМ сингнала?

9.Каковы энергетические показатели АМ?

11. Что такое ОБП и ОМ и каковы их спектры?

Дата добавления: 2014-09-08; просмотров: 1171; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!