Формирование и прием сигналов

Формирование и прием сигналов. с ОМ В принципе сигнал с ОМ можно получить из сигнала с AM путем подавления несущего колебания и одной из боковых полос модуляции с помощью фильтра, пропускающего лишь колебания интересующей нас верхней или нижней боковой полосы частот. Однако частотная характеристика такого фильтра должна обладать очень крутым склоном со стороны отфильтровываемой несущей, что технически трудно реализуемо.

Проще формировать сигнал с ОМ путем использования балансной модуляции с последующим выделением одной из боковых полос. Балансной модуляцией БМ принято называть процесс перемножения мгновенных значений модулирующего и несущего колебаний. На примере модулирующего гармонического колебания частоты Щ можно убедиться, что в процессе БМ возникают колебания двух боковых частот и подавляется несущее колебание.

В самом деле, перемножая мгновенные значения несущего uUmcosщt и модулирующего uмUmмcos Щt колебаний, находим uбм0.5UmUmмcosщ Щtcosш- Щt. Для получения сигнала с ОМ достаточно сохранить одну из боковых полос, подавляя другую. Это выполнить проще, чем в случае AM, так как разнос самых низких частот боковых полос вдвое превышает разнос наименьшей частоты модуляции и несущего колебания.

Формирование сигнала с ОМ производят на сравнительно низкой поднесущей частоте, осуществляя затем преобразование полученного спектра в область высоких частот путем гетеродинирования. Процесс трансформации спектров колебаний при однополосной модуляции в передатчике показан на рис. 6, а, штриховыми линиями показаны частотные характеристики фильтров верхних частот. Рис. 6. Спектры ОМ-сигналов и их преобразование в передатчике и приемнике щп, щг, щпер частоты поднесущего, гетеродинного и излучаемого колебаний Процесс преобразования спектра сигнала с ОМ в приемнике представлен на рис. 6 ,б. Здесь процессы воспроизводятся в обратной последовательности по сравнению с процессами в передатчике.

Важно подчеркнуть, что, для воспроизведения исходного сообщения в приемнике спектр принятого колебания необходимо дополнить колебанием несущей частоты. Это дополнение производится на частоте поднесущих колебаний. Функциональная схема основных элементов тракта ОМ передатчика и приемника показана на рис. 7. Рис. 7. Схема основных элементов трактов передатчика и приемника ОМ-сигналов Речевое сообщение at после усиления в УНЧ подводится к балансному модулятору БМ, к которому подаются также колебания поднесущей частоты fп от синтезатора частот СЧ, общего для передатчика и приемника.

Фильтр верхней полосы ФВП подавляет нижнюю полосу боковых частот на выходе БМ. Верхняя боковая полоса подвергается преобразованию в ПЧ с помощью гетеродинных колебаний fг, также поступающих от СЧ. Сформированная полоса высокочастотных колебаний проходит полосовой фильтр ПФ, подавляющий паразитные продукты гетеродинирования, подвергается усилению в усилителе мощности УМ и излучается.

В приемнике Прм производится преобразование частоты принятых сигналов и детектирование, причем к детектору Д, кроме принятого сигнала, подводятся также колебания восстановленной несущей, роль которой выполняют колебания третьей промежуточной частоты формируемые в СЧ. На выходе усилителя низкой частоты приемника воспроизводится исходное сообщение at. 6. Синтезаторы частоты Устройства прямого синтеза.

В устройствах прямого синтеза реализуются методы деления, умножения и преобразования частоты, с помощью которых из исходных колебаний частоты одного кварцевого генератора формируется множество колебаний сетка частот. Идею функционирования устройств прямого синтеза можно иллюстрировать рис. 8 Буквой fо обозначена частотная компонента, формируемая кварцевым генератором. Предполагается, что PC, кроме этого колебания, должна обеспечить формирование множества других высокостабильных колебаний, отстоящих друг от друга на интервал частот fс. Требуемый набор частот на оси абсцисс отображен дискретными компонентами, расположенными справа от fо через частотные интервалы fc. Как формируется требуемое множество частот Синтез требуемого множества колебаний, образующих сетку частот, осуществляется следующим образом. Вначале производится деление частоты fо и формируются колебания частоты fc. На оси частот это колебание показано компонентой fc, отстоящей от начала отсчета на интервал fc. Далее путем умножения формируются колебания частот 2fc, 3fc nfc. Наконец, производя преобразование частоты, можно осуществить перенос сетки частот fc, 2fc, nfc на интервал f0 и размещение ее справа от частоты f0. В итоге получаем требуемое множество частот f0, f0fc, f02fc, f0nfc. Рис. 8. Схема формирования дискретной сетки частот при прямом синтезе Таким образом, переход от частоты кварцевого генератора f0 к любому значению f0ifc осуществляется изменением коэффициента умножения частоты в соответствующем элементе схемы синтезатора.

Устройства косвенного синтеза.

Принцип функционирования устройств косвенного синтеза частот можно рассмотреть на примере синтезатора частот PC Баклан рис. 9. Выходные колебания формируются схемой с помощью управляемого генератора УГ, диапазон перестройки которого при работе на передачу составляет 118,000 135,975 МГц, а при работе на прием, когда синтезатор выполняет роль первого гетеродина, 138,000 155,975 МГц. Стабилизация частоты УГ осуществляется управляющим напряжением, получаемым с помощью импульсно-фазового детектора ИФД. Для формирования управляющего напряжения к ИФД подводятся с одной стороны колебания от кварцевого опорного генератора и с другой от ДПКД после деления частоты выходных колебаний УГ до значения 6,25 кГц, т. е. до частоты, равной частоте опорных колебаний, получаемых от кварцевого генератора.

Управляющее напряжение на выходе ИФД равно нулю только при совпадении частот и фаз сигналов на его входе.

При этих условиях частота УГ будет точно соответствовать номинальному значению, установленному на указателе настройки пульта дистанционного управления.

Рис. 9. Схема системы косвенного синтеза сетки частот Если частота УГ отклоняется от номинального значения, то появляется сдвиг частоты на выходе ДПКД от 6,25 кГц и на выходе ИФД возникает управляющее напряжение, изменяющее частоту УГ, приводя ее к номинальному значению.

В цепи обратной связи между УГ и ИФД установлено два делителя частоты. Коэффициент деления первого из них постоянен и равен т 8. Коэффициент деления второго ДЧ может изменяться под действием сигналов, поступающих с пульта дистанционного управления ПДУ, в пределах 2360 2719,5 с интервалом 0,5. Это позволяет обеспечить формирование с помощью УГ любой из частот в диапазоне 118 135,975 МГц с дискретностью в 25 кГц. Таким образом, схема косвенного синтеза обеспечивает кварцевую стабилизацию множества дискретных значений частот излучаемых колебаний с помощью одного кварцевого генератора.

Схема косвенного синтеза частот используется также в радиостанции Ядро, где она дополняет схему прямого синтеза и позволяет расширить диапазон стабилизируемых значений частоты. 7.