Физические процессы, протекающие при амплитудной модуляции

Наиболее простым методом получения амплитудно-модулированных колебаний является метод, который ранее использовался в маломощных телефонных передатчиках (рис. 4.1.3):

 

Рис. 4.1.3. Элементарная схема модулятора

 

 

Звуковые колебания, воздействующие на угольный микрофон, вызывают колебания его мембраны, которая изменяет сопротивление угольного порошка.

Звуковое давление Р, воздействующее на микрофон, является произвольной функцией времени Р = f (t). Для упрощения рассмотрения процессов, протекающих при амплитудной модуляции, сделаем следующие допущения:

а) звуковое давление, воздействующее на микрофон, изменяется по синусоидальному закону:

P = Pm · sin Ω t,

b) проводимость микрофона Ym является линейной функцией звукового давления:

Ym = a · P;

 

Проводимость антенной цепи определяется следующим выражением:

YА = Y0 + Ym ;

 

где Y0 – начальная проводимость антенной цепи (при P = 0).

 

Тогда YА = Y0 · ( 1 + · sin Ω t );

 

Напряжение высокочастотных синусоидальных колебаний несущей частоты ω0, вырабатываемых генератором, равно:

U = Um · sin ω0 t;

 

Ток в антенне равен: IA = U · YА;

 

IA = U m · Y0 · (1 + · sin Ω t ) · sin ω0 t;

 

Ток в антенне при отсутствии модуляции равен:

 

I 0 = U m · Y0 ;

 

Тогда IA = I 0 · (1 + · sin Ω t) · sin ω0 t ;

Таким образом, процесс модуляции заключается в перемножении двух функций времени:

 

1 + · sin Ω t и I 0 · sin ω0 t ;

 

Результат этого перемножения может быть представлен следующим образом:

IA = I 0 · sin ω0 t + I 0 · · sin Ω t ·sin ω0 t ;

После преобразования получаем:

 

IA = I 0 · sin ω0 t + · [cos (ω0 – Ω) t – cos (ω0 + Ω) t];

Здесь первый член является колебанием несущей частоты ω0, а второй – включает частоты, отличающиеся от несущей частоты на величину, равную частоте модуляции Ω. Эти частоты называются боковыми частотами.

Частотный спектр амплитудно-модулированных колебаний при модуляции тональным сигналом приведен на рис. 1.1.4.

 


 

 

Рис. 4.1.4. Частотный спектр амплитудно-модулированных

колебаний при модуляции тональным сигналом с частотой Ω

 

Если модулирующее напряжение не является синусоидальным сигналом, а описывается произвольной функцией F(t), то в этом случае получаются две боковые полосы частот модулированного сигнала (рис. 4.1.5).

       
   
 
Рис. 4.1.5. Частотный спектр амплитудно-модулированных колебаний при модуляции сложным сигналом
 

 


 

Следовательно, при амплитудной модуляции частотный спектр модулированного сигнала состоит из несущей частоты и двух боковых полос, ширина каждой из которых равна ширине спектра модулирующего сигнала. Таким образом, спектр амплитудно-модулированного колебания вдвое шире, чем спектр модулирующего сигнала.

В результате приведенного анализа выражения для тока, протекающего в антенне, можно сделать следующие выводы:

 

1. При передаче амплитудно-модулированных колебаний электромагнитная энергия излучается:

– на несущей частоте;

– в нижней боковой полосе частот;

– в верхней боковой полосе частот.

 

2. Значения тока несущей частоты является функцией времени и не зависит от амплитуды модулирующих низкочастотных колебаний. Это означает, что несущая частота не содержит информации о модулирующем сигнале.

 

3. Значения токов боковых полос является не только функцией времени, но и функцией звукового давления, воздействующего на микрофон. Таким образом, вся информация о модулирующем сигнале передается в нижней и верхней боковых полосах.

 

4. Значения токов обоих боковых полос определяются одним и тем же коэффициентом, содержащим величину звукового давления. Это означает, что в нижней и верхней боковых полосах передается совершенно одинаковая информация, т. е. происходит дублирование передаваемой информации.

 








Дата добавления: 2015-06-22; просмотров: 666;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.009 сек.