68. Частотная модуляция. Спектры чм–колебаний.

При ЧМ в соответствии с модулирующей величиной изменяется частота несущего колебания (t)=₀+*f(t)

-наибольшее изменение частоты модулирующего колебания или девиация частоты.

а_ЧМ(t)=A_msin(₀+f(t))t;f(t)=-индекс ЧМ., (₀+f(t))t-фаза.

а_ЧМ(t)=A_mJ₀()*sin₀t+J_k()*cos(₀t+k)t+(-1)^k*J_k()*cos(₀t-k)t 

=/-индекс частотной модуляции.J_k()-ф-ия Бесселя к=1,2,3,4,5…

Теоретический спектор ЧМ колебаний бесконечно широк.

Реально же основная мощность передается в диапазоне частот, равном 4.

<0.001, до 2=/Обычно полоса пропускания вещательных радиостанций составляет 4, это много. Частотная модуляция относится к помеха зачищенным видам.

69. Какие виды модуляции гармонических колебаний можно обнаружить в радиокомпасе и каковы их спектры?

В приемник радиопеленгатора поступают две ЭДС: Е_р — от рамки,E_а— от открытой антенны. Высокочастотные колебания, подводимые от рамки, меняют фазу с частотой 50 Гц (рис.8, а). Эти колебания складываются с колебаниями, поступающими от открытой антенны (рис.8, б), и на усилитель поступает суммированная ЭДС (рис.8, в). В первый полу­период низкой частоты 50 Гц сигнал высокой частоты рамки совпадает по фазе с сигналом высокой частоты открытой антенны, и поэтому результирующее напряжение будет равно сумме напряжений поступающих сигналов.

Во второй полупериод напряжение сигнала рамки находится в противофазе с напряжением открытой антенны и результирующее напряжение будет равно их разности. Далее суммарный сигнал усиливается и выпрямляется. Величина напряжения частотой 50 Гц на выходе приемника зависит от угла поворота рамки. Если плоскость рамки образует прямой угол с направлением на радиостанцию, рамка не принимает приходящие сигналы, следовательно, нет модуляции сигнала антенны, а на выходе приемника не будет напряжения частоты 50 Гц.

При переключении фазы образуется другая кардиоида, которая является как бы зеркальным отображением первой. Эти две кардиоиды и определяют направление сигнала на выходе пеленгатора. Одна из кардиоид — отрицательная, другая — поло­жительная. Если преобладает ЭДС с отрицательным знаком, сигнал на выходе будет одного направления; при положительном знаке сигнал имеет другое направление.

Рис.8. Сложение колебаний рамки и открытой антенны в радиопеленгаторе после коммутации

Таким образом, в радиокомпасе можно наблюдать следующие виды модуляции: амплитудная и фазовая модуляция.

Наличие амплитудной модуляции указывает на то, что направление приходящего сигнала не совпадает с направлением нулевого приема рамочной антенны. Фаза модуляции определяется фазой рамочного сигнала по высокой частоте и указывает сторону отклонения приходящего сигнала относительно направления пеленга.

Спектры АМ и ФМ колебаний показаны на рис.2.27 и рис. 2.29.

Рис. 2.27. Спектр ФМ-сигнала

Рис. 2.29. Спектр сигнала при амплитудно-импульсной модуляции

70. Модуляция гармонических колебаний. Виды амплитудной модуляции и как они представлены в арк?

Гармонические колебания — колебания, при которых физическая (или любая другая) величина изменяется с течением времени по синусоидальному или косинусоидальному закону.

Рассмотрим некоторые из видов модуляций, используемые применительно к гармоническому сигналу x(t) = A(t)cos[ω₀t+ϕ(t)], гдеA(t)– изменение амплитуды во времени;ω₀– основная круговая частота;ϕ(t)– изменение фазы сигнала.

Амплитудная модуляция

в этом случае параметром, несущим информацию, является амплитуда, изменение которой происходит в соответствии с законом A(t)=A₀+MAλ(t) гдеλ(t)– изменение измеряемой физической величины или сообщения;M_A– коэффициент глубины модуляции(A₀>M_A);A₀– среднее значение амплитуды сигнала (математическое ожиданиеλ(t)M[λ(t)]=0, т. е.A₀=M[A(t)]). Будем в дальнейшем предполагать, что значения λ(t) нормированы так, что−1≤λ(t)≤1. В этом виде модуляции частота ω₀фиксирована,ϕ(t)– случайное изменение фазы гармонического сигнала (мешающий параметр сигнала). Выражения для сигнала можно записать в виде, где Re – вещественная часть комплексного сигнала.

Фазовая модуляция

При этом виде модуляции информация связана с изменением

фазы сигнала,

где M_ф– индекс или глубина фазовой модуляции.

Амплитуда сигнала x(t) в этом случае A₀(t)=A₀=const. введем

обозначение ω₀t+ν(t)+ϕ(t)= θ(t). Тогда текущая круговая частота

сигнала , где– информационное изменение круговой частоты сигнала.

Частотная модуляция

При частотной модуляции гармонический сигнал можно представить следующим выражением:

, где,– наибольшее отклонение или девиация частоты при модуляции;– информационное изменение фазы сигнала. При

.

величина называется индексом частоты модуляции и имеет смысл наибольшего отклонения фазы в процессе модуляции. При частотной модуляции изменение частоты Ω при малом значении индекса частоты модуляции практически незначительно сказывается на изменении спектра сигнала. При использовании импульсной модуляции сигнал x(t) представляет собой последовательность импульсов, параметры которых (амплитуда, частота, длительность, временное положение) соответствует значениям измеряемой физической величины в дискретный момент времени. При кодовой модуляции дискретной по времени и квантованной по уровню измеряемой физической величине ставится в соответствие кодовая комбинация, которой модулируется заранее известный сигнал. Кодовая модуляция применяется с целью обеспечения повышения помехоустойчивости при передаче сигналов по каналам информации. При этом часто применяют самокорректирующие коды.

АРК – автоматические радионавигационные устройства использующие метод минимума глубины ампл модуляции по схеме это замкнутые системы автоматического регулирования. Для формирования сигнала несущего информацию в АРК используют антенную систему, которая в простом случае состоит из одной подвижно – направленной (магнитная антенна) и ненаправленной антенны. Магнитные антенны могут быть без конденсаторов МП.

Структурная схема АРК