СОДЕРЖАНИЕ

1. АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ И ВЫБОР СХЕМЫ АМПЛИТУДНОГО МОДУЛЯТОРА………………….………………………………………………3

1.1 Структурная схема и принципы получения модулированных сигналов…………………………………..………………………………………3

1.2 Выбор и анализ схемы модулятора…..……..……………………...4

2. РАСЧЕТ И МОДЕЛИРОВАНИЕ АМПЛИТУДНОГО МАНИПУЛЯТОРА С ПАССИВНОЙ ПАУЗОЙ……………………………………………………..7

2.1 Выбор элементной базы и расчет элементов схемы……………….7

2.2 Моделирование схемы с идеализированным источником несущего колебания ……………………………………………………………………7

2.3 Моделирование с генератором несущего колебания……………….11

2.4 Анализ результатов моделирования ………………………………...13

ВЫВОДЫ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ МОДЕЛИРОВАНИЯ………………….15

1 Анализ исходных данных и выбор схемы амплитудного модулятора

1.1 Структурная схема и принципы получения модулированных сигналов

Для того чтобы сформировать модулированный сигнал необходимо:

1. иметь источник несущего колебания ВЧ;

2. иметь источник модулирующего (информационного) колебания НЧ;

3. иметь нелинейный элемент;

4. выполнить нелинейное преобразование названных сигналов (в частности путем их перемножения) на нелинейном элементе;

5. выделить полученное модулированное колебание на нагрузке.

6. Источник несущего колебания Нелинейный элемент

Источник модулирующего сигнала

Рис.1.1 Структурная схема модулятора колебаний

Приведенная структурная схема является базовой для получения модулированных сигналов любого вида в частности амплитудно-модулированных.

Достоинства амплитудной модуляции: простота схемных реализаций, что делает ее применение весьма распространенным.

Недостатки: слабая помехозащищенность; полезная мощность используется полностью только при подаче максимального мгновенного модулирующего напряжения, а во все остальное время она недоиспользуется.

2. Выбор и анализ схемы модулятора.

Сообщения преобразуются в первичный электрический сигнал, который как правило не передают на дальние расстояния, так как они обычно являются низкочастотными и широкополосными. Условия передачи таких сигналов по физическим линиям весьма ограничены. Поэтому передают ВЧ колебания, один из параметров которого изменяется по закону изменения первичного электрического сигала, то есть осуществляет модуляцию. В этом случае первичный сигнал называется модулирующим, ВЧ колебания называют несущей частотой, модулируемым колебанием или сигналом-переносчиком, а устройством с помощью которых осуществляется модуляция – модуляторами.

Различают амплитудную (AM), частотную (ЧМ) и фазовую (ФМ) модуляции. Если сигналом-переносчиком является периодическая последовательность импульсов, то при заданной их форме возможны следующие виды аналоговой импульсной модуляции: амплитудно-импульсная (АИМ), широтно-импульсная (ШИМ), фазоимпульсная (ФИМ) и частотно-импульсная (ЧИМ).

При дискретной модуляции один из параметров сигнала-переносчика (несущего) изменяется по закону закодированного сообщения импульсной формы. В этом случае в качестве переносчика обычно используют гармоническое колебание, поэтому возможны AM, ЧМ, ФМ.

В зависимости от того, присутствует ли сигнал во время паузы в канале или нет, амплитудный манипулятор может быть реализован с активной или пассивной паузой. Для реализации схемы с активной паузой необходимо, чтобы ключ манипулятора не закрывался полностью во время любого по полярности или значению импульса манипулирующего сигнала, а пропускал некоторую амплитуду сигнала. Такая схема обладает достоинством, поскольку при таком построении манипулятора можно осуществлять проверку исправности линии связи. То есть несущий сигнал в канале должен присутствовать всегда, в отличие от схемы с пассивной паузой. Однако из-за необходимости непрерывной передачи несущего колебания в канал связи, имеют место непроизводительные дополнительные затраты мощности сигнала, а следовательно уменьшение КПД, что является недостатком всей системы.

Для реализации амплитудного манипулятора необходимо иметь несущий и информационный сигнал, перемножитель этих сигналов, в качестве которого должен быть нелинейный элемент. В качестве дискретного элемента, на котором реализуется AM, можно использовать ключевое устройство.

В качестве манипулирующего сигнала используем дискретный сигнал. В этом случае устройство, реализующее манипулированный сигнал, называется манипулятором. АМ-манипуляция осуществляется периодическим включением - отключением автогенератора от линии связи. Получаемый сигнал называется манипулированным с активной паузой.

ГН

X

f_н АМ-сигнал

f_м

Рис. 2.Структурная схема амплитудного манипулятора

Поскольку необходимо сформировать амплитудно манипулированный сигнал с пассивной паузой, то, воспользовавшись структурой модулятора, рис 2, необходимо произвести перемножением двух сигналов на нелинейном элементе.

Одним сигналом при этом должен быть дискретный, выполняющий функции манипулирующего сигнала, а другой- высокочастотный гармонический сигнал, называемый несущим.

В качестве нелинейного элемента воспользуемся дискретным ключом, простейшим исполнением которого является управляемый контакт реле.

В результате перемножения, в зависимости от амплитуды несущего сигнала, на выходе будет происходить чередование нулевого и ненулевого сигнала. Следовательно, в качестве устройства перемножения сигналов может быть использован обыкновенный ключ. Так как его состояние зависит от амплитуда информационного сигнала, то это будет ключ, управляемый напряжением.