Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Виды радиосигналов и их основные характеристики






    Радиосигналами называют электромагнитные волны или электрические высокочастотные колебания, которые заключают в себе передаваемое сообщение. Для образования сигнала параметры высокочастотных колебаний изменяются (модулируются) с помощью управляющих сигналов, которые представляют собой напряжение, изменяющееся по заданному закону. В качестве модулируемых обычно используются гармонические высокочастотные колебания:

    где w0=2π f 0 – высокая несущая частота;

    U 0 – амплитуда высокочастотных колебаний.

    К наиболее простым и часто используемым управляющим сигналам относятся гармоническое колебание

    ,

    где Ω – низкая частота, много меньшая w0; ψ – начальная фаза; U m – амплитуда, а также прямоугольные импульсные сигналы, которые характеризуются тем, что значение напряжения U упр(t)= U в течение интервалов времени τ и, называемых длительностью импульсов, и равно нулю в течение интервала между импульсами (рис.1.13). Величина T и называется периодом повторения импульсов; F и=1/ T и – частота их повторения. Отношение периода повторения импульсов T и к длительности τ и называется скважностью Q импульсного процесса: Q = T ии.

    U упр(t)
    T и
    τ и
    U
    t

    Рис.1.13. Последовательность прямоугольных импульсов

    В зависимости от того, какой параметр высокочастотного колебания изменяется (модулируется) с помощью управляющего сигнала, различают амплитудную, частотную и фазовую модуляцию.

    При амплитудной модуляции (АМ) высокочастотных колебаний низкочастотным синусоидальным напряжением частотой Ω мод образуется сигнал, амплитуда которого изменяется во времени (рис.1.14):

    Параметр m = U m/ U 0 называют коэффициентом амплитудной модуляции. Его значения заключены в интервале от единицы до нуля: 1≥ m≥ 0. Коэффициент модуляции, выраженный в процентах (т.е. m × 100%), называется глубиной амплитудной модуляции.

    t
    U АМ(t)
     

    Рис. 1.14. Амплитудно-модулированный радиосигнал

    При фазовой модуляции (ФМ) высокочастотного колебания синусоидальным напряжением амплитуда сигнала остается постоянной, а его фаза получает дополнительное приращение Δ y под воздействием модулирующего напряжения: Δ y= k ФМ U м sinWмод t, где k ФМ – коэффициент пропорциональности. Высокочастотный сигнал с фазовой модуляцией по синусоидальному закону имеет вид

    .

    При частотной модуляции (ЧМ) управляющий сигнал изменяет частоту высокочастотных колебаний. Если модулирующее напряжение изменяется по синусоидальному закону, то мгновенное значение частоты модулированных колебаний w=w0+ k ЧМ U м sinWмод t, где k ЧМ – коэффициент пропорциональности. Наибольшее изменение частоты w по отношению к ее среднему значению w0, равное Δ wМ= k ЧМ U м, называется девиацией частоты. Частотно-модулированный сигнал может быть записан следующим образом:

    Величина, равная отношению девиации частоты к частоте модуляции (Δ wм/Wмод = m ЧМ), называется коэффициентом частотной модуляции.

    На рис.1.14 изображены высокочастотные сигналы при АМ, ФМ и ЧМ. Во всех трех случаях используется одинаковое модулирующее напряжение U мод, изменяющееся по симметричному пилообразному закону U мод(t)= k мод t, где k мод> 0 на отрезке времени 0 t 1 и k мод< 0 на отрезке t 1 t 2 (рис.1.15, а).

    При АМ частота сигнала остается постоянной (w0), а амплитуда изменяется по закону модулирующего напряжения U АМ(t) = U 0 k мод t (рис.1.15, б).

    Частотномодулированный сигнал (рис.1.15, в) характеризуется постоянством амплитуды и плавным изменением частоты: w(t) = w0+ k ЧМ t. На отрезке времени от t =0 до t 1 частота колебаний увеличивается от значения w0 до значения w0+ k ЧМ t 1, а на отрезке от t 1 до t 2 частота уменьшается опять до значения w0.

    Фазомодулированный сигнал (рис.1.15, г) имеет постоянную амплитуду и скачкообразное изменение частоты. Поясним это аналитически. При ФМ под воздействием модулирующего напряжения

    t
    U АМ(t)
     
    t
    U ЧМ(t)
     
    а)
    б)
    t
    U мод(t)
    t 1
    t 2
     
    w0
    t
    U фМ(t)
     
    г)
    w1
    w2
    в)

    Рис.1.15. Сравнительный вид модулированных колебаний при АМ, ЧМ и ФМ:
    а – модулирующее напряжение; б – амплитудно-модулированный сигнал;
    в – частотно-модулированный сигнал; г – фазомодулированный сигнал

    фаза сигнала получает дополнительное приращение Δ y= k ФМ t, следовательно высокочастотный сигнал с фазовой модуляцией по пилообразному закону имеет вид

    .

    Таким образом, на отрезке 0 t 1 частота равна w1> w0, а на отрезке t 1 t 2 она равна w2< w0.

    При передаче последовательности импульсов, например, двоичного цифрового кода (рис.1.16, а), также может использоваться АМ, ЧМ и ФМ. Такой вид модуляции называется манипуляцией или телеграфией (АТ, ЧТ и ФТ).

    t
    U АТ(t)
     
    t
    U ЧТ(t)
     
    а)
    б)
    τ и
    w0
    t
     
     
     
     
     
     
    U мод(t)
    w2
    w1
    в)
    г)
    t
    U ФТ(t)
     
    w0

    Рис.1.16. Сравнительный вид манипулированных колебании при АТ, ЧТ и ФТ

    При амплитудной телеграфии образуется последовательность высокочастотных радиоимпульсов, амплитуда которых постоянна в течение длительности модулирующих импульсов τ и, и равна нулю все остальное время (рис.1.16, б).

    При частотной телеграфии образуется высокочастотный сигнал с постоянной амплитудой, и частотой, принимающей два возможных значения (рис.1.16, в).

    При фазовой телеграфии образуется высокочастотный сигнал с постоянной амплитудой и частотой, фаза которого изменяется на 180° по закону модулирующего сигнала (рис.1.16, г).






    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.