Научная библиотека
Вычисления в дробях
sc_lib@list.ru

Поиск в библиотеке:
Научная библиотека
избранных естественно-научных изданий
научная-библиотека.рф
Логин:
Пароль:
Запрос доступа

<< Предыдущий параграфСледующий параграф >>

< Назад
Далее >

Для отображения сканов страниц необходимо включить JavaScript в настройках браузера.

< Назад
Далее >
<< Предыдущий параграфСледующий параграф >>

Макеты страниц

13.18. Частотная модуляция

Вместо модуляции по амплитуде, как в AM, DSBSC и SSB, можно передавать информацию, модулируя частоту или фазу несущего сигнала:

ЧМ и ФМ тесно связаны и иногда их вместе относят к так называемой «угловой модуляции». ЧМ хорошо известна как тип модуляции, используемый в СВЧ радиовещательном диапазоне 88-108 МГц (диапазон УКВ), тогда как AM используют в полосе МГц радиовещательного диапазона. Тот, у кого есть настраиваемый ЧМ-приемник, вероятно, обратил внимание на «успокоение» фонового шума при ЧМ-приеме. Это свойство (возрастание отношения или увеличение канала) и делает широкополосную ЧМ предпочтительнее AM для высококачественных передач.

Еще о ЧМ: если девиация частоты велика по сравнению с модулирующей частотой (в ) сохранены самые верхние частоты), вы имеете «широкополосную ЧМ», как в УКВ радиовещательном диапазоне. Индекс модуляции , равный отношению девиации частоты к модулирующей частоте, в этом случае больше единицы. Широкополосная ЧМ предпочтительнее, так как при правильных условиях приема возрастает на 6 дБ при каждом удвоении девиации ЧМ. Правда, при этом увеличивается ширина полосы канала, поскольку сигнал при широкополосной ЧМ занимает приблизительно , где максимальное отклонение несущей частоты. ЧМ-радиовещание в полосе 88-108 МГц использует максимальное отклонение/дев , т. е. каждая станция занимает полосу около . Этим объясняется, почему широкополосная ЧМ не используется, например в АМ-диапазоне средних волн ( МГц): в этом случае во всем диапазоне могли бы работать только шесть станций данной радиовещательной зоны.

Рис. 13.44. Спектр широкополосной ЧМ.

Спектр ЧМ.

Спектр несущего колебания, частотно-модулированного синусоидальной волной, подобен приведенному на рис. 13.44. Многочисленные боковые частоты отстоят от несущей частоты на расстояниях, кратных модулирующей частоте, а их амплитуды определяются функциями Бесселя. Число значащих боковых полос, грубо говоря, соответствует индексу модуляции. Для узкополосной ЧМ (индекс модуляции имеется только по одной боковой с каждой стороны от несущей частоты. Внешне это похоже на спектр AM, но если учесть фазу боковых полос, то окажется, что эти волны имеют постоянную амплитуду и переменную частоту, а не постоянную частоту и переменную амплитуду (AM). При широкополосной ЧМ амплитуда несущей может быть очень малой, что обусловливает высокую эффективность ЧМ; это значит, что большая часть передаваемой энергии содержится в боковых частотах, несущих информацию.

Генерация и детектирование.

ЧМ легко получается при изменении параметров элементов настраиваемого контура генератора; варикап (диод, использумый как емкость, управляемая напряжением, (разд. ) здесь идеален. Другие методы включают в себя интегрирование модулирующего сигнала с последующей фазовой модуляцией. В каждом случае лучше вести модуляцию при малых отклонениях, а затем применить умножение частоты, чтобы увеличить индекс модуляции. Это основано на том, что скорость отклонения частоты не меняется при умножении частоты, в то время как значение самого отклонения умножается вместе с несущей частотой.

Для детектирования используют обычный супергетеродинный приемник с двумя особенностями. Первая - это наличие ограничителя в оконечном каскаде усиления ПЧ, на этом этапе амплитуда постоянна (насыщение). Вторая - следующий за ограничителем детектор (называемый дискриминатором) должен преобразовывать отклонения частоты в амплитуду. Приведем несколько распространенных методов детектирования.

1. «Детектор - это всего лишь параллельный контур LC, настроенный со сдвигом в одну сторону по отношению к промежуточной частоте; в результате у него получается нарастающая кривая чувствительности в зависимости от частоты во всей полосе ПЧ; при этом ЧМ преобразуется в AM, а обычный детектор преобразует потом AM в звуковые частоты. В улучшенных детекторах наклона используется сбалансированная пара -цепей, настроенных симметрично относительно центральной ПЧ.

2. Детектор Foster-Seely или его вариант «детектор отношений» состоит из одного резонансного контура, подключенного к дьявольски хитроумному диодному устройству для получения на выходе линейной зависимости амплитуды от частоты во всей полосе пропускания ПЧ. Такие дискриминаторы лучше простых детекторов наклона (рис. 13.45).

3. Фазовая автоподстройка частоты (ФАПЧ). Это устройство изменяет частоту внутреннего генератора, управляемого напряжением, так, чтобы согласовать ее с частотой выходного сигнала; оно было описано в разд. 9.31. Если на входе его действует сигнал ПЧ, то управляющее генератором напряжение в контуре ФАПЧ линейно зависит от частоты входного сигнала, т. е. его можно использовать как выход звуковой частоты.

4. Усредняющая схема, в которой сигнал ПЧ преобразуется в последовательность идентичных импульсов, имеющих частоту входного сигнала.

Рис. 13.45. ЧМ-дискриминаторы. А-дробный детектор; Б-балансный квадратурный детектор.

В результате усреднения этой последовательности импульсов на выходе вырабатывается сигнал, пропорциональный ПЧ, т. е. звуковому сигналу, сложенному с некоторой постоянной составляющей.

5. «Балансный квадратурный детектор» является комбинацией фазового детектора (см. разд. 9.27 и 9.31) и фазосдвигающей цепи. Сигнал ПЧ пропускается через контур, в котором сдвиг фазы меняется линейно с частотой в полосе пропускания ПЧ (-цепи прекрасно выполняют эти функции). Сдвинутый по фазе и первичный сигналы подаются на фазовый детектор, на выходе которого сигнал изменяется пропорционально относительному сдвигу фаз. Этот выход и является искомым звуковым сигналом (рис. 13.45).

Часто указывают, что ЧМ, если канал имеет достаточное отношение , обеспечивает прием с существенно меньшими шумами по сравнению с AM, где помехи мало уменьшаются с ростом мощности сигнала. Напомним, что это становится ощутимым, если ЧМ-сигналы ограничиваются по амплитуде перед детектированием. В этом случае система становится относительно нечувствительной к интерферирующим сигналам и шумам, которые проявляются как изменения амплитуды, накладываемые на передаваемый сигнал.

<< Предыдущий параграфСледующий параграф >>

Оглавление

ГЛАВА 11. МИКРОПРОЦЕССОРЫ
ВНИМАТЕЛЬНЫЙ ВЗГЛЯД НА МП 68008
11.01. Регистры, память и ввод-вывод
11.02. Система команд и способы адресации
11.03. Представление команд на машинном языке
11.04. Сигналы магистрали
ПРИМЕР ЗАКОНЧЕННОЙ РАЗРАБОТКИ: АНАЛОГОВЫЙ УСРЕДНИТЕЛЬ СИГНАЛОВ
11.05. Разработка схемы
11.06. Программирование: определение задачи
11.07. Программирование: детали
11.08. Характеристики
11.09. Некоторые дополнительные соображения
МИКРОСХЕМЫ АППАРАТНОЙ ПОДДЕРЖКИ МИКРОПРОЦЕССОРА
11.10. Микросхемы средней степени интеграции
11.11. Периферийные БИС
11.12. Запоминающие устройства
11.13. Другие микропроцессоры
11.14. Эмуляторы, системы проектирования, логические анализаторы и макетные платы
ГЛАВА 12. КОНСТРУИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННЫХ СХЕМ
МЕТОД ПРОТОТИПОВ
12.01. Макетные платы («самолеты»)
12.02. Прототипы платы печатной схемы (ПС)
12.03. Платы под монтаж накруткой
ПЕЧАТНЫЕ ПЛАТЫ
12.04. Изготовление плат печатного монтажа
12.05. Проектирование плат с печатным монтажом
12.06. Монтаж плат ПС
12.07. Несколько дополнительных соображений по поводу плат ПС
12.08. Передовая техника
КОНСТРУИРОВАНИЕ ПРИБОРОВ
12.09. Установка схемных плат в приборы
12.10. Оформление
12.11. Замечания по конструкции
12.12. Охлаждение
12.13. Полезные советы
12.14. Где доставать компоненты
ГЛАВА 13. ВЫСОКОЧАСТОТНЫЕ И БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЕ ПРИБОРЫ
13.01. Транзисторный усилитель на высоких частотах в первом приближении
13.02. Высокочастотные усилители: модели для переменного тока
13.03. Пример высокочастотных расчетов
13.04. Примеры высокочастотных усилителей
13.05. Пример проектирования широкополосной схемы
13.06. Уточненные модели схем по переменному току
13.07. Последовательнопараллельные пары
13.08. Модульные усилители
ЭЛЕМЕНТЫ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ СХЕМ
13.09. Соединительные линии
13.10. Отрезки линий, согласующие устройства и трансформаторы
13.11. Резонансные усилители
13.12. Элементы ВЧ-схем
13.13. Измерение амплитуды и мощности
РАДИОСВЯЗЬ: АМ
13.14. Некоторые принципы связи
13.15. Амплитудная модуляция
13.16. Супергетеродинный приемник
ПЕРЕДОВЫЕ МЕТОДЫ МОДУЛЯЦИИ
13.17. Метод одной боковой полосы (SSB)
13.18. Частотная модуляция
13.19. Частотная манипуляция
13.20. Схемы импульсной модуляции
СПЕЦИФИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ РАДИОЧАСТОТНЫХ СХЕМ
13.21. Специальные методы конструирования
13.22. Экзотические ВЧ-усилители и устройства
БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЕ КЛЮЧИ
13.23. Модель транзистора и ее уравнения
13.24. Устройства аналогового моделирования
НЕСКОЛЬКО ПРИМЕРОВ БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИХ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬНЫХ СХЕМ
13.25. Высоковольтный усилитель
13.26. Усилитель с «открытым коллектором» при работе на шину
13.27. Пример схемы: предусилитель для фотоумножителя
СХЕМЫ, НЕ ТРЕБУЮЩИЕ ПОЯСНЕНИЙ
ГЛАВА 14. ПРОЕКТИРОВАНИЕ МАЛОМОЩНЫХ УСТРОЙСТВ
14.01. Прикладные задачи с малым потреблением мощности
ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ
14.02. Типы батарей
14.03. Включаемые в розетку блоки питания
14.04. Солнечные элементы
14.05. Сигнальные токи
ВЫКЛЮЧЕНИЕ ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ И МИКРОМОЩНЫЕ СТАБИЛИЗАТОРЫ
14.06. Выключение источника питания
14.07. Микромощные стабилизаторы
14.08. Опорное напряжение земли
14.09. Микромощные источники эталонного напряжения и датчики температуры
14.10. Проблемы проектирования микромощных линейных схем
14.11. Пример проектирования линейной схемы на дискретных элементах
14.12. Микромощные операционные усилители
14.13. Микромощные компараторы
14.14. Микромощные таймеры и генераторы
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЦИФРОВЫХ МИКРОМОЩНЫХ УСТРОЙСТВ
14.15. КМОП-семейства
14.16. Обеспечение работы КМОП-схем в маломощном режиме
14.17. Микромощные микропроцессоры и периферийные устройства
14.18. Пример проектирования на микропроцессоре: регистратор данных типа «градус-день»
СХЕМЫ, НЕ ТРЕБУЮЩИЕ ПОЯСНЕНИЙ
ГЛАВА 15. ИЗМЕРЕНИЯ И ОБРАБОТКА СИГНАЛОВ
ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ
15.01. Температура
15.02. Уровень излучения
15.03. Деформация и смещение
15.04. Ускорение, давление, сила, скорость
15.05. Магнитное поле
15.06. Вакуумные манометры
15.07. Детекторы элементарных частиц
15.08. Щупы, используемые в биологии и химии
ЭТАЛОНЫ ТОЧНЫХ ВЕЛИЧИН И ПРЕЦИЗИОННЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ
15.09. Эталоны частоты
15.10. Измерения частоты, периода и временных интервалов
15.11. Эталоны напряжения и сопротивления и их измерение
МЕТОДЫ СУЖЕНИЯ ПОЛОСЫ ПРОПУСКАНИЯ
15.12. Отношение сигнал/шум
15.13. Усреднение сигнала и многоканальное усреднение
15.14. Получение периодического сигнала
15.15. Обнаружение путем захвата
15.16. Амплитудный анализ импульсов
15.17. Преобразователи времени в амплитуду
СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ И ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ФУРЬЕ
15.18. Анализаторы спектра
15.19. Автономный спектральный анализ
СХЕМЫ, НЕ ТРЕБУЮЩИЕ ПОЯСНЕНИЙ
ПРИЛОЖЕНИЕ А
ОСЦИЛЛОГРАФ
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
МАТЕМАТИЧЕСКИЙ ОБЗОР
ПРИЛОЖЕНИЕ В. ЦВЕТНАЯ МАРКИРОВКА РЕЗИСТОРОВ С ДОПУСКОМ 5%
ПРИЛОЖЕНИЕ Г. ПРЕЦИЗИОННЫЕ РЕЗИСТОРЫ С ДОПУСКОМ 1%
ПРИЛОЖЕНИЕ Д. КАК РИСОВАТЬ ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ Е. НАГРУЗОЧНЫЕ ЛИНИИ
ПРИЛОЖЕНИЕ Ж. НАСЫЩЕНИЕ ТРАНЗИСТОРА
ПРИЛОЖЕНИЕ З. LС-ФИЛЬТРЫ БАТТЕРВОРТА
ПРИЛОЖЕНИЕ И. ЖУРНАЛЫ И ПЕРИОДИЧЕСКИЕ ИЗДАНИЯ ПО ЭЛЕКТРОНИКЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ К. ПРЕФИКСЫ В СЕРИЙНЫХ НОМЕРАХ ИС
ПРИЛОЖЕНИЕ Л. ТЕХНИЧЕСКИЕ ПАСПОРТА НА ЭЛЕМЕНТЫ ЭЛЕКТРОННЫХ СХЕМ
БИБЛИОГРАФИЯ

© Научная библиотека