Главная - Литература

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 [129] 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169

При больших индексах модуляции все больше проявляются составляющие дальних боковых частот, как это видно, например, из графика (рис. 16.12) для функции Бесселя восьмого порядка. Физически это объясняется тем, что при гармоническом изменении мгновенная частота колебания большую часть периода модулирующего сигнала находится вблизи крайних значений и меньшую часть - вблизи средних.

При очень большом индексе модуляции ширина спектра модулированного колебания равна удвоенной амплитуде девиации частоты. Действительно, если фт1, то при ограниченном значении А/т из определения индекса модуляции \lpm=Afm/P следует, что модулирующая частота очень мала. Это эквивалентно тому, что генератор высокочастотных колебаний очень медленно перестраивается в полосе частот

A/=2Af™. :(16.25)

Физически ясно, что при медленной перестройке генератора в пределах этой полосы не удастся обнаружить каких-либо колебаний за пределами этой полосы. Отсюда следует, что при очень большом индексе модуляции спектр ЧМ-колебания имеет полосу, равную 2Д/т.

На практике чаще всего имеют место не предельные т!рт<€. 1 или ijJml, а средние значения индекса модуляции. Было показано [33], что при индексе модуляции ifim, лежащем в пределах от О до 25, ширину спектра ЧМ-колебания при модуляции гармоническим колебанием можно найти по формуле

(16.26)

которая учитывает составляющие спектра с амплитудой не менее 1% от амплитуды немодулированной несущей.

Выражение, заключенное в (16.26) в скобки, равно числу пар боковых частот

Пример. Пусть Д[т=50 кГц; f=5 кГц; ifmlO. Тогда п« 1-1-10-1-3= 14. По таблицам функций Бесселя (см., например: Янке Е., Эмде Ф., Лёш Ф. Специальные функции,-М.: Наука, 1964.-С. 212) находим: /,i(10)=0,12; /,2(10) = =0,06; /,з(10)=0,02; 7,4(10) =0,012; /,8(10) =0,004.

Пример показывает, что формула (16.26) дает правильный результат, а предельное выражение (16.25) для данного индекса модуляции является очень грубым приближением.

При частотной манипуляции, т. е. частотной модуляции прямоугольным колебанием, ширина спектра [33]

(16,27)

Как и в формуле (16.26), удвоенная частота модуляции здесь умножается иа число пар боковых составляющих с амплитудами более 1 % от амплитуды немодулированной несущей.



Формулы (16.26) и (16.27) позволяют определить ширину спектра ЧМ-колебания при гармоническом и прямоугольном модулирующих сигналах.

Частотно-модулированное колебание, проходя усилители радио-и промежуточной частот, претерпевает изменения своих составляющих как по амплитуде, так и по фазе. В результате изменяется как амплитуда результирующего колебания, так и мгновенная частота результирующего колебания. При детектировании ЧМ-колебания применяется амплитудное ограничение (см. § 17.15), поэтому лишь искажения изменения частоты результирующего колебания приводят к искажениям закона модуляции, а следовательно, искажениям нД выходе идеального частотного детектора.

Исследованиям,искажений модуляции при прохождении ЧМ-ко-лебаний через колебательные системы посвящено очень много работ. Одной из ранних работ является [33], где приводятся следующие формулы, позволяющие определить необходимую ширину полосы усилителя промежуточной частоты по заданному коэффициенту гармоник:

Y = 1/22/1;

п - число резонансных контуров в усилителе с одиночными контурами; if)™ - индекс модуляции; Кг - коэффициент гармоник. То же для двухконтурных усилителей:

А/ = РА/ту «/фт/Са

п - число пар контуров в усилителе при критической связи между контурами.

В литературе приводятся также формулы, показывающие, что полоса может быть примерно на 20% меньше, но при этом не учитываются динамические искажения, так как при выводе таких формул учитывалась лишь нелинейность фазовой характеристики, по которой «медленно» изменяется частота.

16.5. МЕТОДЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ЧАСТОТНОЙ МОДУЛЯЦИИ

Частотную модуляцию можно осуществить двумя способами: непосредственным воздействием на частоту задающего генератора передатчика изменением индуктивности или емкости контура автогенератора; изменением амплитуды или фазы двух суммируемых колебаний одной и той же частоты, при этом частота автогенератора не изменяется.




Рис. 16.13. Схема автогенератора с варикапом

Непосредственное воздействие на частоту генерируемых колебаний можно осуществить с помощью полупроводниковых диодов- варикапов, емкость которых зависит от приложенного запирающего напряжения.

На рис. 16.13 приведена схема автогенератора, частота которого зависит от емкости варикапа В, подключенного параллельно емкости колебательного контура. Начальная емкость варикапа определяется запирающим напряжением, которое задается делителем RiRs. Запирающее напряжение изменяется за счет подачи модулирующего напряжения на «вх 34» и изменяет емкость варикапа. Несмотря на нелинейное изменение емкости варикапа при линейном изменении напряжения и нелинейную зависимость частоты от емкости, можно получить изменение частоты, близкое к линейному при малых изменениях емкости варикапа.

Методы преобразования амплитудной модуляции в фазовую. Фазовую модуляцию можно осуществить, сложив два колебания постоянной частоты под некоторым углом, лучше всего под углом, близким к 90°. Если одно или оба колебания модулированы по амплитуде, то результирующее колебание является фазомодули-рованным.

На рис. 16.14, а изображено сложение двух векторов: Л и В. Если вектор В модулирован по амплитуде, то результирующий вектор С соответствует колебанию, модулированному по амплитуде и фазе. Устранить паразитную амплитудную модуляцию результирующего колебания можно с помощью амплитудной модуляции векторов Л и В в противофазе. При этом можно добиться, чтобы суммарный вектор практически не изменял своей длины (рис. 16.14,6).

Метод Армстронга. Для осуществления фазовой модуляции Армстронг предложил использовать сложение под углом 90° незатухающего и балансно-модулированного колебаний (рис. 16.14, в). В этом случае результирующий вектор будет модулирован по фазе. Чтобы изменение угла было пропорционально модулирующему



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 [129] 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169



0.0013