рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Радиосигналы с амплитудной модуляцией

Радиосигналы с амплитудной модуляцией - раздел Изобретательство, Теоретические основы радиотехники     4.2.1. Амплитудно-Модулированные Сигналы...

 

 

4.2.1. Амплитудно-модулированные сигналы

 

 

Амплитудная модуляция (АМ; английский термин – amplitude modulation) является наиболее простым и распространенным способом передачи информа- ции. При АМ происходит изменение амплитуды несущего колебания по закону модулирующего сигнала при неизменных остальных его параметрах (рис. 4.1).

 

 

Рис. 4.1. Несущее колебание (а), модулирующий сигнал (б),

амплитудно-модулированный сигнал (в)

 

 

Огибающая U(t) сигнала с амплитудной модуляцией (АМ-сигнала) совпа- дает по форме с модулирующим сигналом sм(t), поэтому такой сигнал можно представить следующим выражением:


s(t) = U (t)cos(ω0 t + ϕ) = [


+ ka sì


(t)]cos(ω0 t + ϕ),


где – амплитуда несущего колебания (в отсутствие модуляции);

– коэффициент пропорциональности, обеспечивающий соотношение


U mn

ляция;


<U н


(см. рис. 4.1), при котором отсутствует так называемая перемоду-


U mн


– максимальное приращение амплитуды АМ-сигнала "вниз".


При получении АМ-сигнала двухполярный (знакопеременный) модули- рующий сигнал нельзя непосредственно умножать на несущее высокочастотное колебание, так как огибающая, формируемая при демодуляции, будет искажена (при демодуляции форма огибающей определяется модулем модулирующего


сигнала). Чтобы искажения не было, к модулирующему сигналу добавляют по- стоянную составляющую, превращающую его в однополярный сигнал. Величи- на постоянной составляющей обычно равна амплитуде несущего колебания.

Простейшей моделью амплитудной модуляции является тональная моду-

ляция, при которой несущее колебание модулируется гармоническим сигналом


(t) = U м cos(Ωt + γ )

сывается выражением


(одним тоном). При этом АМ-сигнал (рис. 4.2,в) опи-


s(t) = [


+ kaUì


cos(Ωt +γ)]cos(ω0 +ϕ),


или


s(t) = [1+ mcos(Ωt + γ)]cos(ω0 +ϕ),


где


m = kaUм


= ∆U U н


– коэффициент или глубина амплитудной моду-


ляции, причем


0 ≤ m ≤ 1;


Ω = 2π

сигнала.


,


, γ – частота, период и начальная фаза модулирующего


Коэффициент амплитудной модуляции можно вычислять по следующей формуле, более удобной для экспериментального его определения по графику АМ-сигнала:

m = .
Umax −Umin

Umax +Umin

Это выражение соответствует приведенному выше соотношению


m =
m = ∆U


U н .


Umax −Umin


= + ∆U − (− ∆U) = ∆U .


Umax +Umin


+ ∆U +− ∆U U н


Коэффициент m должен иметь значение в диапазоне


0…1. Иначе при


m > 1


имеет место перемодуляция, появляются так называемые биения, что


приводит к искажению огибающей сигнала.

Вид АМ-сигнала с тональной модуляцией при различных значениях коэф-

фициента модуляции m представлен на рис. 4.3.


 

Рис. 4.2. Несущее колебание (а), модулирующий сигнал (б),

АМ-сигнал с тональной модуляцией (в) и соответствующие спектры

 

4.2.2. Спектральный анализ АМ-сигналов

 

Определим спектры амплитудно-модулированных колебаний при различ-

ных видах модулирующих сигналов.

1. Модулирующий сигнал представляет собой гармоническое колебание одной низкой частоты – амплитудная модуляция одним тоном.

Спектральный состав можно определить, преобразовав выражение для


сигнала


s(t) = [1+ mcos(Ωt + γ)]cos(ω0t +ϕ):

s(t) = cos(ω0t +ϕ)+Uнmcos(Ωt +γ)cos(ω0t +ϕ) =


U m U m


=cos(ω0t +ϕ)+ н cos[(ω0 +Ω)t +ϕ +γ]+


н cos[(ω0 −Ω)t +ϕ −γ].


 

Как видно из полученного выражения, спектр АМ-сигнала содержит три гармонические составляющие.

Первая гармоническая составляющая – исходное немодулированное коле-


бание с несущей частотой ω0


и начальной фазой ϕ. Амплитуда этой состав-


ляющей не зависит от уровня модулирующего сигнала.

Вторая и третья гармонические составляющие (боковые составляющие)


появились в результате модуляции. Их частоты ω0 −Ω


и ω0 + Ω


называют со-


ответственно нижней и верхней боковыми частотами. Амплитуды этих состав-


ляющих одинаковы и равны U нm


2 , т.е. пропорциональны коэффициенту мо-


дуляции, фазы бания.


ϕ +γ


и ϕ −γ


симметричны относительно фазы несущего коле-


 

 

Рис. 4.3. АМ-сигнал с тональной модуляцией при m = 0,4(а); 0,8(б), 1,5(в)

 

 

Применяя формулы Эйлера, можно получить выражения для спектра в комплексной форме:

s(t) = [1+ mcos(Ωt + γ )]cos(ω0t + ϕ) =


=⎢1+ m e


j (Ωt +γ ) +


j (Ωt +γ ) ⎤

e e


j (ω0t +ϕ)


+ e j (ω0t +ϕ)

=


= e 0 + e 0 + e 0 + e 0 +
Uн jt+ϕ) jt+ϕ) Uнm j[(ω +Ω)t+ϕ+γ )] Uнm j[(ω −Ω)t+ϕ−γ )]

2 2 4 4

+ Uнme j[(ω0 +Ω)t +ϕ +γ ] + Uнme j[(ω0 −Ω)t +ϕ −γ ].


Амплитудный


S(ω)


и фазовый ϕм(ω)


спектры АМ-сигнала представлены


на рис. 4.4 (тригонометрическая форма) и рис. 4.5 (комплексная форма).

Эффективная ширина спектра сигнала с тональной АМ равна удвоенной


частоте модулирующего колебания, т.е.


∆ωэф


= 2Ω .


 

Рис. 4.4. Амплитудный (а) и фазовый (б) спектры АМ-сигнала

(тригонометрическая форма)

 

Рис. 4.5. Амплитудный (а) и фазовый (б) спектры АМ-сигнала

(комплексная форма)

 

2. Модулирующий сигнал представляет собой полигармоническое колеба-

N


ние


s м(t ) =


Uk cos(Ωk t + γk ).

k =1


В этом случае АМ-сигнал также периодический; спектр можно получить,

преобразовав выражение для сигнала:

N


s(t ) = [+ k a

N


Uk cos(Ωk t + γk )]cos(ω0t +ϕ) =

k =1


=[1+


mk cos(Ωk t + γk )]cos(ω0t +ϕ) =

k =1


= U cos(ω t + ϕ ) + Uнн 0 2


N

mk cos[(ω0 + Ωk )t +ϕ +γk ]+

k =1


U
N

k
+ í m

2 k =1


cos[(ω0


−Ωk )t


−γk ] ,


где


mk = kaSk Uн


– парциальные (частичные) коэффициенты амплитудной


модуляции.

Таким образом, каждой из частот Ωk


 

 

модулирующего сигнала соответст-


вует пара боковых частот в спектре АМ-сигнала. Амплитуды и фазы состав- ляющих спектра взаимно независимы, т.е. формируются линейно. На рис.4.6,а изображен спектр модулирующего полигармонического сигнала и АМ-сигнала.


3. Модулирующий непериодический сигнал


(t).


Огибающая АМ-сигнала в этом случае может быть образована либо непо- средственным умножением на модулирующий сигнал, либо с добавлением к модулирующему сигналу постоянной составляющей, превращающей его в од- нополярный сигнал, т.е. огибающая модулированного сигнала может иметь вид


U(t) = kasм (t)


или


U(t) = + kasм (t) .


В любом случае спектр модулированного сигнала

определяется прямым преобразованием Фурье, т.е. равен


s(t ) = U (t ) cos(ω0t +ϕ)


S( jω) =


U(t)cos(ω

−∞


0t +ϕ)ejωt dt =


U(t) e

−∞


j(ω0


t +ϕ)


+ej(ω0


t +ϕ)


ejω t dt =


= 1e jϕ


U(t)ej(ω−ω0)t dt+ 1ejϕ


U(t)ej(ω+ω0)t dt=


2 −∞


2 −∞


= 1e jϕS


[j(ω−ω


)]+ 1ejϕS


[j(ω+ω


 

)].


2 U 0 2 U 0


В данном выражении

АМ-сигнала.


SU (jω)


– это спектральная плотность огибающей


Как видно из полученного выражения, спектральная плотность амплитуд-


но-модулированного сигнала занимает полосы частот вокруг ω0 и


−ω0 . Она


определяется смещением спектра огибающей сигнала по оси частот на величи-


ну ω0


вправо и влево с учетом масштабного коэффициента и определенного


фазового сдвига. Отсюда можно сделать вывод, что определение спектра ра- диоимпульса сводится к нахождению спектральной характеристики его оги- бающей.


Заметим, что для узкополосного сигнала, имеющего


∆ωэф


<<ω0 , смещен-


ные спектры не искажают друг друга, что позволяет записать


 

в области положительных частот:


S( jω) ≅ 1 e jϕ S

2 U


[j(ω −ω0)];


в области отрицательных частот:


S( jω) ≅ 1 e jϕ S

2 U


[j(ω +ω0)].


Пусть огибающая равна U(t) = kasм (t)Uн .

Спектральная характеристика такой огибающей равна по существу спек-

тральной характеристике модулирующего сигнала с учетом масштабного коэф-


фициента, равного


kaUн . Следовательно, спектр АМ-сигнала с такой огибаю-


щей представляет собой спектр


( jω)


модулирующего сигнала, смещенный


по оси частот на величину ω0

ента:


вправо и влево с учетом масштабного коэффици-


S(jω)= 1kaU


нejϕS


м[j(ω−ω0


)]+ 1kaU


нejϕS


м[j(ω+ω0


 

)]. (4.1)


Пусть огибающая равна U (t ) = + kasм (t) .

Спектральная характеристика такой огибающей равна


SU (jω)=


U(t)−jωt dt=

−∞


∫[+kasм(t)]ejωt dt=

−∞


=U н


ejω tdt + ka

−∞


s м(t)ejω tdt = 2πU нδ(ω) + kaS м( jω) .

−∞


Следовательно, спектр АМ-сигнала с такой огибающей кроме спектра мо-


дулирующего сигнала, смещенного по оси частот на величину ω0


вправо и вле-


во с учетом масштабного коэффициента, содержит также смещенные дискрет-

ные части в виде взвешенных дельта-функций, которые соответствуют посто-


янной величине U н


(рис. 4.6, б):


S( jω) = πUнe jϕδ(ω −ω0 ) + πUнejϕδ(ω +ω0 ) +


+ 1ka


ejϕS


м[j(ω−ω0


)]+ 1ka


ejϕS


м[j(ω +ω0


 

)].


 

 

Рис. 4.6. Спектры модулирующих и АМ-сигналов при модуляции полигармоническим сигналом (а) и непериодическим сигналом (б)


Пользуясь полученными результатами, нетрудно определить спектр ра- диоимпульса с прямоугольной огибающей. Он формируется в результате про- цесса амплитудной модуляции гармонического несущего колебания прямо- угольным видеоимпульсом (рис. 4.7). Если амплитуда модулирующего видео- импульса равна Е , а несущее высокочастотное колебание равно

(t) = cosω0t , то радиоимпульс будет описываться выражением

 


ka EUн cosω0t

s(t) = ⎨


при


−τи


2≤ t ≤τи 2 ;


⎩ 0 при


t < −τи


2 , t и 2 .


 

Как следует из данного выражения, сигнал получен простым умножением модулирующего сигнала на несущее колебание. В данном случае нет необхо- димости добавлять к модулирующему сигналу постоянную составляющую, превращающую его в однополярный сигнал. Следовательно, в спектре радио-

импульса будет отсутствовать дискретная составляющая в виде δ -функции.

Известно, что спектр видеоимпульса, изображенного на рис. 4.7,а, равен


(jω) = Eτи


sin (ωτи 2) .


ωτи 2

Тогда, пользуясь соотношением (4.1), можно определить спектральную плотность прямоугольного радиоимпульса:


S(jω)= 1kaU


yejϕS


м[j(ω−ω0


)]+ 1kaU


нejϕS


м[j(ω +ω0


 

)]=


1 ⎧ sin[(ω −ω )τ 2]


sin[(ω +ω )τ


2]⎫


= k aUнEτи e jϕ


0 и + e jϕ


0 и ⎬.


2 ⎩ (ω −ω0)τи 2


(ω +ω0)τи 2 ⎭


Амплитудный спектр радиоимпульса c прямоугольной огибающей изо-

бражен на рис. 4.7,б.

 

 

а б

Рис. 4.7. Видеоимпульс и радиоимпульс (а), их спектры (б)


4.2.3. Векторное представление сигнала с амплитудной модуляцией

 

 

Сигнал с амплитудной модуляцией можно представить в виде векторной диаграммы, которая наглядно отображает структуру сигнала и процесс измене- ния амплитуды несущего колебания. Наиболее просто векторная диаграмма по- лучается для сигнала с однотональной амплитудной модуляцией. Воспользуем- ся спектральным представлением такого сигнала:

U m U m


s(t) =cos(ω0t +ϕ)+ н cos[(ω0 +Ω)t +ϕ +γ]+


н cos[(ω0 −Ω)t +ϕ −γ].


Первое слагаемое спектра изображается вектором OC длины


, состав-


ляющей угол ϕ с горизонтальной осью ОВ при


t = 0


(рис. 4.8). Вектор враща-


ется против часовой стрелки с угловой скоростью ω0 .

Второе и третье слагаемые представляются векторами длины


 

 

U нm


 

 

2 , со-


ставляющими с линией ОВ углы соответственно ϕ + γ


и ϕ − γ. Они вращаются


против часовой стрелки со скоростями ω0 + Ω


и ω0 − Ω .


Сумма проекций этих трёх векторов на горизонтальную ось ОВ и есть ам-


плитудно-модулированное колебание


s(t).


 

Рис. 4.8. Векторное представление АМ-сигнала

 

 

Для получения большей наглядности воспользуемся вращающейся систе-

мой координат. Для этого полагаем, что горизонтальная ось ОВ вращается по


часовой стрелке с угловой скоростью


ω0 . Тогда вектор OC будет неподвижен,


а векторы, изображающие верхнюю и нижнюю боковые составляющие, будут

вращаться со скоростью Ω относительно вектора OC соответственно против и

по часовой стрелке. Перенесём эти векторы параллельно самим себе в точку С и

обозначим CE и CF . (рис. 4.8). Сумма векторов CE и CF есть вектор CD, на- зываемый вектором модуляции. Характерно, что вектор CD лежит на одной прямой с вектором OC , так как величины векторов CE и CF , а также их углы относительно вектора OC одинаковы. Вращаются эти векторы с одинаковой

скоростью Ω (в разных направлениях). Вектор CD , величина которого изменя-


ется по мере вращения векторов CE и CF , прибавляется к вектору OC , обра- зуя результирующий вектор OD с изменяемой длиной и направлением, совпа- дающим с направлением вектора OC . Длина вектора OD изменяется периоди-

чески по мере вращения векторов боковых составляющих. Изменение длины


этого вектора происходит от минимального значения


Uнm


(при совпаде-


нии векторов боковых составляющих и их направлении, противоположном на-


правлению вектора


U н ) до максимального значения


U н +U нm


(при совпаде-


нии векторов боковых составляющих и их направлении, совпадающем с на-

правлением вектора OC ).

Проекция вектора OD на ось ОВ вращающейся системы координат соот-


ветствует сигналу


s(t).


 

 

4.2.4. Энергетика АМ-сигнала

 

 

Характерной особенностью амплитудно-модулированных колебаний явля-

ется изменение амплитуды несущего колебания от минимального


Umin


=(1− m)


до максимального


Umax


=(1+ m)


значений. В соответст-


вии с изменением амплитуды изменяется и мощность от минимальной величи-

ны, равной

 

 


 

 

Pmin


U
= min


U2(1− m)2

н
=


= (1− m)2 ,


до максимальной величины, равной

 

 


 

Pmax


U
= max


U 2 (1 + m)2

н
=


= (1+ m)2 .


Здесь


P = U2


2 – мощность несущего колебания в отсутствие модуляции


н н

A
(в режиме молчания).

Таким образом, максимальным значениям огибающей соответствует мощ-


 

ность, в


(1+ m)2 раз большая мощности несущего колебания.


Средняя мощность периодического сигнала, рассматриваемого на всей оси времени, совпадает с мощностью, средней за период, и равна сумме средних мощностей гармонических составляющих его спектра. Ранее было показано, что для сигнала, спектр которого может быть представлен в виде


 

 

средняя мощность равна


s(t ) = 0


+ ∑ Ak cos(kω1t k ),

k=1


 

Pср


= A0+ 1


A2 ,


4 2 k=1 k


где


Ak – амплитуда k -й гармонической составляющей.


Учитывая это, среднюю мощность рассматриваемого сигнала можно опре-

делить следующим образом


 

1 2


=1 ⎜= m2U2 ⎟


=1 ⎜= m2U2 ⎟ 2 ( 2 )


Pср


= + ⎜


н ⎞ + ⎛

⎟ ⎜

⎠ ⎝


н ⎞ = 0,5U 1+ 0,5m .

н


Следовательно,


 

 

Pср


= (1+ 0,5m2).


Для оценки энергетики АМ-сигнала используют коэффициент полезного действия амплитудной модуляции, равный отношению мощности составляю- щих боковых частот к общей средней мощности сигнала, т.е.


н
0,5m2P

η =

Pср


m2

= .

m2 + 2


Таким образом, средняя мощность амплитудно-модулированного сигнала в


(1+ 0,5m2 )


 

раз больше средней мощности несущего колебания. Приращение


мощности сигнала, обусловленное модуляцией (а именно оно определяет усло-

вия выделения сообщения при приеме), даже при предельной глубине модуля-


ции, когда m=1, не превышает половины


. Учитывая, что при использовании


амплитудной модуляции для передачи речевой или музыкальной информации коэффициент модуляции m не превосходит значения 0,3, можно сказать, что только 5% мощности излучаемого сигнала несут полезную информацию, со- держащуюся в двух его боковых полосах, т.е. коэффициент полезного действия АМ-сигнала равен 0,05. Остальные 95% мощности приходится на несущую, ко- торая никакой информации не несет. Общий вывод – амплитудная модуляция не является эффективной с энергетической точки зрения.

Информация о параметрах передаваемого сообщения содержится в каждой из боковых полос спектра АМ-сигнала. Она заключена в величинах амплитуд гармонических составляющих спектра, зависящих от коэффициента модуляции m, и в структуре боковых полос спектра. Данная особенность АМ-сигнала по- зволила создать альтернативные виды амплитудной модуляции – балансную и однополосную модуляцию.

 

 

4.2.5. Балансная амплитудная модуляция

 

 

Для эффективного использования мощности передатчика при амплитудной модуляции используют так называемую балансную амплитудную модуляцию. При такой модуляции формируется амплитудно-модулированный сигнал, спектр которого не содержит составляющей на несущей частоте. Поэтому такой


АМ-сигнал называют сигналом с подавлением несущей (английский термин –

amplitude modulation with suppressed carrier, AM-SC ).

Радиосигнал с балансной модуляцией при тональном модулирующем сиг-

нале имеет вид

U m U m

s(t) = н cos[(ω0 +Ω)t +ϕ +γ]+ н cos[(ω0 −Ω)t +ϕ −γ].

2 2

Для получения такого сигнала достаточно перемножить несущее и моду-

лирующее колебания. По существу в результате будут получены биения двух


гармонических сигналов с одинаковыми амплитудами и частотами


ω0 − Ω и


ω0 + Ω


(рис. 4.9).


Характерно, что при переходе огибающей сигнала через нуль фаза несуще-


го колебания скачком изменяется на


1800 , т.к. огибающая изменяет свой знак.


Поэтому в высокодобротном колебательном контуре, на который подается сиг-


нал с балансной модуляцией и несущей частотой


ω0, равной резонансной час-


тоте контура, колебания с частотой ω0


будут компенсировать друг друга в ка-


ждом периоде модулирующего колебания. Этим и объясняется отсутствие в спектре сигнала с балансной модуляцией составляющей с несущей частотой при наличии высокочастотного заполнения на осциллограмме сигнала.

Несмотря на то что КПД сигнала с балансной амплитудной модуляцией равен 1, этот вид модуляции не нашел применения в технике связи из-за слож- ности детектирования сигнала.

 

Рис. 4.9. Балансная амплитудная модуляция


4.2.6. Однополосная модуляция

 

 

Для лучшего использования диапазона частот, представленного для пере-

дачи информации, желательно уменьшить ширину спектра модулированного


сигнала, которая при АМ составляет


2Ωmax . Спектр такого сигнала содержит


две боковые полосы частот, являющиеся зеркальным отображением друг друга. Спектральный состав как нижней, так и верхней боковых полос определяется одной и той же информацией о модулирующем сигнале. Если передавать одну боковую полосу, то можно примерно в 2 раза сузить спектр радиосигнала. По- лучающаяся модуляция называется однополосной амплитудной модуляцией (английский термин – single side band, SSB). Передача информации в каналах связи с таким видом амплитудной модуляции осуществляется только одной бо- ковой полосой спектра модулированного сигнала.

Однополосный сигнал может быть получен подавлением с помощью фильтра одной боковой полосы спектра или путем одновременного подавления боковой полосы и составляющей на несущей частоте.

Спектр сигнала с однополосной модуляцией тональным сигналом с подав-

лением нижней боковой полосы и без подавления несущей имеет вид

U m

s(t) =cos(ω0t +ϕ)+ н cos[(ω0 +Ω)t +ϕ +γ].

Определим закон изменения огибающей этого сигнала.

U m U m


s(t) =cos(ω0t +ϕ)+ н cos(ω0t +ϕ)cos(Ωt +γ)−


н sin(ω0t +ϕ)sin(Ωt +γ)=


⎢1
=⎡ +


mcos(Ωt + γ)⎤

2 ⎦⎥


cos(ω0t +ϕ)−


U нm


sin(Ωt + γ)sin(ω0t +ϕ);


U(t) =


⎡ + m cos(Ωt + γ)⎤

⎣ 2 ⎦⎥


m

+ ⎣⎢ 2


sin(Ωt + γ)⎤

⎦⎥


=


1+ mcos(Ωt + γ)+ m .

4


Как видно из полученного выражения, при однополосной модуляции про- исходит искажение огибающей модулированного сигнала. Характер и некото- рые числовые параметры искажений можно оценить по графику (рис. 4.10).

 

Рис. 4.10. Огибающие АМ-сигналов при обычной (пунктирная кривая) и однополосной (сплошная кривая) модуляциях


На графике представлены огибающая АМ-сигнала при обычной модуляции тональной частотой и огибающая при однополосной модуляции. Графики рас-


считаны при


m = 1.


Искажения огибающей при однополосной модуляции ограничивают прак- тическое применение этого вида модуляции в системах радиовещания и теле- видения.

Разновидностью однополосной модуляции является однополосная ампли- тудная модуляция с подавлением несущей. В данном случае не удается про- стыми средствами получить связь между модулированным и модулирующим сигналами. Для того чтобы это сделать, необходимо использовать понятие ана- литического сигнала. При этом модулированный сигнал будет представлен сле- дующим выражением:


s(t) = Re{[U(t ) +


jU1(t )]e± jω0t } = U(t)cos ω0t U1(t)sin ω0t ,


где U1(t )


– преобразование Гильберта от U (t ) .


Знак плюс соответствует использованию нижней боковой полосы, знак минус – верхней. Таким образом, сигнал с однополосной модуляцией представ-


ляется в виде суммы двух АМ-сигналов, сдвинутых по фазе на π


2. В зависи-


мости от того, какой знак имеет сдвиг по фазе, формируется однополосный сигнал с верхней или нижней боковой полосой.

В общем случае амплитудная огибающая однополосного сигнала сильно отличается от модулирующего низкочастотного сигнала. Только при тональной модуляции огибающая однополосного сигнала (без несущей) по форме совпа- дает с модулирующим сигналом, так как при этом виде модуляции модули-

рующий сигнал с частотой Ω превращается в гармоническое колебание с час-

тотой ω0 ± Ω . Другими словами, при таком виде модуляции несущее колебание

преобразовывается таким образом, что спектр радиосигнала полностью совпа-

дает со спектром передаваемого сообщения, сдвинутым по оси частот на вели-

чину ω0 .

Однополосную модуляцию с различным уровнем несущего колебания (от

полного сохранения до полного подавления) применяют в радиотехнических системах передачи информации, работающих в диапазонах волн, где общая ширина полосы частот сравнительно небольшая. Следует отметить, что приме- нение однополосной модуляции приводит к значительному усложнению аппа- ратуры. Возрастают также требования к стабильности ее параметров и характе- ристик. В целом передающие и приемные устройства систем с однополосной модуляцией по числу элементов оказываются в 3 5 раз более сложными, чем при обычной амплитудной модуляции.

Применение АМ связано с определенными ограничениями, которые связа-

ны с амплитудными искажениями, возникающими при передаче под воздейст- вием внешних и внутренних шумов. Поэтому АМ используется в основном в радиовещании и телевидении, а также в системах связи, где ради простоты уст- ройств допустимы незначительные искажения передаваемых сигналов.


– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Теоретические основы радиотехники

Учреждение образования.. Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники.. Кафедра радиотехнических устройств..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Радиосигналы с амплитудной модуляцией

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Радиотехника и информатика
    Для современного общества важнейшей является проблема использования информационных технологий во всех сферах человеческой деятельности. По своей значимости и актуаль

Диоинформатика
Информационный аспект работы любой системы предполагает использо- вание определенного материального носителя информации. Физический про- цесс, являющийся функцией некоторых параметров и используемы

Передающее устройство
Передающее устройство осуществляет преобразование передаваемого со- общения и приведение его к виду, пригодному для передачи в свободное про- странство с помощью антенн. С этой целью в состав устро

Приемное устройство
Высокочастотные радиосигналы, улавливаемые приемной антенной, по- ступают в приемное устройство. Приемное устройство осуществляет соответст- вующие преобразования принятого высокочастотного сигнала

Проблемы обнаружения и оптимальной обработки сигналов
Одной из основных задач радиолокационного приема является задача об- наружения. Суть этой задачи – определить, содержит ли принимаемое колеба- ние отраженный сигнал. Задача статистическая, то есть

Проблемы оптимизации и адаптации
Проблемы оптимизации и адаптации решаются при проектировании и экс- плуатации РТС. При оптимизации синтезируют наилучшую в определенном смысле функциональную и алгоритмическую структуру РТС, опирая

Математические модели сигналов
Для того чтобы сигналы являлись объектами теоретического изучения и анализа, необходимо иметь их математические модели. Математическая модель сигнала – это формализованное его представление в

Дельта-функция
Дельта-функция (δ -функция, функция Дирака) – это математическая мо- дель реально не существующего сигнала, который имеет бесконечную по вели- чине амплитуду и нулевую д

Функция единичного скачка
τ → 0τ Функция единичного скачка (функция Хевисайда) описывает процесс рез- кого (мгновенного) перехода ф

Характеристики сигналов
    Для сигнала, существующего в интервале ∆t = t2 −t1 , наиболее важными являются следующие характерис

Геометрические методы в теории сигналов
    В теории множеств имеется понятие действительного векторного про- странства, под которым понимается непустое множество V , для элементов ко- торого опр

Определение спектров некоторых сигналов
    3.4.1. Спектр колоколообразного (гауссова) импульса       Сигнал, описываемый функцией вида

Корреляционный анализ сигналов
    3.5.1. Общие положения     При решении многих задач оптимальной обработки сигналов возникает потребность определять степе

Свойства взаимокорреляционной функции
1. Значения R12 (τ) и R 21(τ) не изменятся, если вместо задержки сигнала s2 (t ) или

Дискретизация и восстановление сигналов по теореме отсчетов
(теореме Котельникова)     3.6.1. Теорема Котельникова     В настоящее время широко применяются циф

Рез равные промежутки времени
∆t ≤1 2 f m . Справедливость теоремы подтверждается тем, что сигнал s(t), спектр ко- торог

Определение коэффициентов ряда
    Значение коэффициентов Ck   определим, пользуясь формулой Ck = ∞  

Радиосигналы с угловой модуляцией
    4.3.1. Общие сведения об угловой модуляции     При угловой модуляции (английский термин – angle modulation) происхо- дит изменен

Импульсная модуляция
    4.4.1. Виды импульсной модуляции     В рассмотренных выше видах модуляции (АМ, ФМ, ЧМ) носителем пере- даваемой информаци

Узкополосные сигналы
    4.5.1. Общие сведения об узкополосных сигналах     В различных системах передачи информации широко применяются радио- сиг

Основные характеристики линейных цепей
    5.2.1. Характеристики в частотной области     Спектральное представление сигналов делает весьма удобным их анализ в часто

Дифференцирующая и интегрирующая цепи
    На рис. 5.1,а представлена схема линейного четырехполюсника в виде по- следовательной RC -цепи с постоянной времени τ = RC

Фильтр нижних частот
    В качестве фильтра нижних частот во многих радиотехнических устройст- вах (выпрямителях, детекторах и др.) применяется схема, изображенная на рис. 5.3,а. Ча

Параллельный колебательный контур
    Параллельный колебательный контур – это частотно-избирательная цепь, образованная параллельным соединением индуктивности L и емкости C . Ак-

Усилители
    Для увеличения мощности сигналов с сохранением их формы используют усилители. Принцип действия усилителей основан на преобразовании энергии источника питания в энерг

Область нижних частот
В области нижних частот сопротивление емкости xc =1 ωC     имеет боль- шое значение по сравнению со значения

Область верхних частот
В области верхних частот сопротивления емкостей уменьшаются по срав- нению с их значениями в области нижних и средних частот. Поэтому шунти- рующим действием емкостей

Положительная обратная связь
Обеспечивается при условии ϕ(ω) +ϕβ (ω) = 2kπ , где k – целое число, т.е. при поступлении на вход основной цепи сигнала

Отрицательная обратная связь
Обеспечивается при условии ϕ(ω)+ϕβ (ω) = (2k +1)π , т.е. при поступле- нии на вход основной цепи сигнала обратной связи в проти

Реактивная и комплексная обратная связь
Реактивная обратная связь устанавливается при условии ϕ(ω) +ϕβ (ω) = 2kπ +π

Постановка задачи
    Анализ любой радиотехнической цепи сводится к установлению зависимо- сти между входным сигналом и сигналом, формируемым на выходе. В общем случае радиотехническая це

Точные методы анализа линейных цепей
    6.2.1. Классический метод     Классический метод основан на составлении и решении линейного диффе- ренциального уравнения

Прохождение периодического сигнала через линейную цепь
Спектр периодического сигнала определяется путем разложения сигнала в ряд Фурье, комплексная форма которого имеет вид ∞     1 T 2

Прохождение непериодического сигнала через линейную цепь
Спектр непериодического сигнала (спектральная плотность) определяется путем вычисления прямого преобразования Фурье ∞ S( jω) = ∫

Приближенные методы анализа линейных цепей
    6.3.1. Приближенный спектральный метод     Приближенный спектральный метод применяется в случае, если эффек-

Суть метода
Рассматриваем прохождение сигнала с частотной модуляцией через узко- полосную цепь. Выходной сигнал определяется для фиксированного значения частоты ω(t

Прохождение амплитудно-модулированного сигнала через избирательную цепь
    Определим сигнал, формируемый резонансным усилителем, при поступле- нии на его вход АМ–сигнала с тональной модуляцией. Частотная характеристика рез

Свойства и характеристики нелинейных цепей
    При проектировании большинства радиотехнических устройств возникает необходимость преобразования спектра полезного сигнала. К их числу относят- ся устройства, которы

Способы аппроксимации характеристик нелинейных элементов
Характеристики реальных нелинейных элементов, которые определяют обычно с помощью экспериментальных исследований, имеют сложный вид и представляются в виде таблиц или графиков. В то же время д

Методы анализа нелинейных цепей
    Используются следующие методы анализа нелинейных цепей: 1. Аналитические. Позволяют в каждом конкретном случае получить ча-

Общее решение задачи анализа нелинейной цепи
    Рассмотрим процессы, происходящие в безынерционном нелинейном уст- ройстве, характеристика которого представлена на рис. 7.2. На вход устройства поступает гармоничес

Определение спектра тока в нелинейной цепи при степенной аппроксимации характеристики
    7.5.1. Гармонический сигнал на входе     Предположим, что рабочий участок характеристики нелинейного элемента описывается

Определение спектра тока в нелинейной цепи при кусочно-линейной аппроксимации характеристики
    При воздействии на нелинейный элемент сигнала с большой амплитудой и выборе рабочей точки на нижнем изгибе вольт-амперной характеристики целе- сообразно применить ме

Нелинейное резонансное усиление сигналов
    Усилитель – это устройство, преобразующее энергию источника питания в энергию сигнала. Управление преобразованием осуществляется входным сиг- налом

Умножение частоты
В передающих и приемных трактах систем связи, а также в некоторых из- мерительных устройствах широко применяется нелинейное преобразование гармонического колебания, в результате которого часто

Амплитудная модуляция
    8.3.1. Общие сведения об амплитудной модуляции     Амплитудная модуляция – это процесс формирования амплитудно-моду- лиро

Амплитудное детектирование
    8.4.1. Общие сведения о детектировании     Детектирование (демодуляция) – это процесс преобразования высокочас- тотного м

Выпрямление колебаний
    8.5.1. Общие сведения о выпрямителях     Радиотехнические устройства выполняют свои функции при наличии энер- гии, поступ

Угловая модуляция
    8.6.1. Общие принципы получения сигналов с угловой модуляцией     Радиосигналы с угловой модуляцией имеют вид

Детектирование сигналов с угловой модуляцией
    8.7.1. Общие принципы детектирования сигналов с угловой модуляцией     Радиосигналы с угловой модуляцией, имеющие вид

Преобразование частоты
    8.8.1. Принцип преобразования частоты Преобразование частоты сигнала – это процесс, который обеспечивает ли- нейный перенос спектра сигнала на о

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги