Ам модулятор схема: Амплитудный модулятор. Схема и описание на 1 МГц.

Содержание

Амплитудный модулятор. Схема и описание на 1 МГц.

Бутов А.Л.

В настоящее время сложилась такая ситуация, что во многих регионах страны в светлое время суток на радиовещательных диапазонах длинных и средних волн (150… 1500 кГц) затруднительно найти хотя бы одну работающую радиостанцию. Это связано с тем, что многие радиостанции перешли на вещание в УКВ диапазоны и, или полностью отказались от эфирного вещания, перейдя на вещание в сети Интернет. Это привело к тому, что простые ДВ-СВ радиоприёмники, выпущенные в прошлом веке, безмолвствуют.

Эта неприятность, прежде всего, задевает коллекционеров старинной радиоаппаратуры, поскольку нет возможности оперативно продемонстрировать то, как работает тот или иной транзисторный или ламповый радиоприёмник.

Для решения этой проблемы можно изготовить несложный амплитудный модулятор с кварцевой стабилизацией несущей частоты. На транзисторе VT1, резонаторе ZQ1, резисторах R1 — R3 и конденсаторе С4 собран задающий генератор на частоту 1 МГц.

Резонатор ZQ1 работает на первой основной гармонике, конденсатор С4 препятствует возбуждению резонатора на более высоких гармониках, а также, облегчает запуск задающего генератора.

Каскад на транзисторе VT1 получает питание от RC фильтра C1R4. Конденсатор С2 устраняет отрицательную обратную связь по высокой частоте. С вывода коллектора VT1 сигнал частотой 1 МГц и амплитудой около 5 В через разделительный конденсатор СЗ и резистор R5 поступает на усилитель мощности, выполненный на транзисторе VT2. В цепь эмиттера этого транзистора включен модулятор, реализованный на транзисторе VT3, резисторах R8 — R11 и конденсаторах С8, С11, С13.

Конденсатор С6 шунтирует выводы коллектор — эмиттер VT3 по высокой частоте. Резистором R9 устанавливают оптимальный рабочий режим транзисторов VT2, VT3. К входу модулятора, гнездо XS2 может быть подключен генератор звуковых частот, МР-3 плеер или другой радиоприёмник, например, с УКВ диапазоном, в этом случае устройство станет как бы конвертером радиосигналов с диапазона УКВ на диапазон средних волн.

Подстроечным резистором R10 регулируют чувствительность модулятора. Контурная катушка L1 настроена на частоту задающего генератора, через разделительный конденсатор С9 к отводу от этой катушки подключена антенна W1 в виде куска провода длиной 2…40 метров.

Чем больше длина антенны, тем лучше, тем на большем расстоянии будет возможен радиоприём. С антенной 2 метра радиоприём излучения модулятора возможен на расстоянии до 5 метров на встроенную в радиоприёмник ферритовую антенну. Без подключенной антенны возможен радиоприём на расстоянии до 1,5 метра за счёт излучения контура L1C7.

В случае, если для питания устройства или в качестве источника сигнала применяется оборудование, питающееся от сети 220 В переменного тока, заземление общего провода устройства обязательно. Также будет желательным заземление и в том случае, если конструкция получает энергию от химических источников тока. В качестве заземления допустимо использовать металлические трубы водопроводных и отопительных систем.

Устройство подключается к источнику напряжения питания через дроссели L2, L3, светодиод HL1 светится при наличии напряжения питания. Конструкция потребляет ток около 8 мА при напряжении питания 9 В.

Все детали устройства можно смонтировать на печатной размером 75×40 мм. Изготовить печатную плату можно самостоятельно.

Постоянные резисторы МЛТ, С1-4, С1-14, С2- 23. Подстроечные резисторы любые малогабаритные, например, РП1-63М, учитывайте, что подстроечные резисторы этого типа имеют несколько модификаций корпуса. Неполярные конденсаторы К10-17, К10-50, КМ-5. Остальные К50-35, К50-68, К53-30. Конденсатор С11 может быть также плёночным или керамическим. Транзисторы КТ3102В можно заменить любыми из серий КТ3102, КТ6114, КТ645, SS9013, 2SC1815, ВС547. Вместо транзистора КТ645А подойдёт любой из серий КТ645, КТ646, КТ6114, КТ608, КТ630, 2SC1008, 2SD261.

На месте резонатора ZQ1 может работать любой кварцевый или пьезокерамический резонатор, например, от компьютерной периферии. Если у вас не окажется в наличии резонатора на частоту основного резонанса 550… 1300 кГц, то можно вместо него установить трёхвыводный пьезокерамический фильтр на 450…470 кГц, которые применяются в усилителях промежуточной частоты радиоприёмной и телефонной аппаратуры.

Средний вывод такого резонатора подключают к общему проводу, а крайние к выводам базы и коллектора VT1. В этом случае контур L1 надо будет настроить на вторую гармонику применённого резонатора. Катушка L1 содержит 128 витков с отводом от середины провода ПЭВ, ПЭТВ диаметром 0,18…0,23 мм. В качестве каркаса применён четырёхсекционный каркас диаметром 7 мм длиной 27 мм с подстроечным ферритовым сердечником диаметром 2,8мм.

Подойдёт контурный каркас от неисправного AM или трёхпрограммного приёмника. Экранировать катушку не надо. Дроссели L2, L3 малогабаритные промышленного изготовления, намотанные на Н-образных ферритовых сердечниках индуктивностью 100…680 мкГн с сопротивлением обмоток не более 2 Ом.

Светодиод L-934МВТ синего цвета свечения можно заменить любым из серий КИПД21, КИПД36, КИПД40, КИПД66, RL32-RD, RL32-DR, RL36.

Для настройки устройства удобно использовать частотомер и осциллограф. Сначала проверяют работу задающего генератора VT1. Если резонатор ZQ1 возбуждается не на основной гармонике, то нужно установить С4 большей ёмкости. Для настройки контура L1C9 удобно временно вместо С9 подключить 2…4-х секционный переменный конденсатор.

На катушку L1 надевают петлю из 3..4 витков монтажного провода, концы которого подключены к осциллографу. Меняя ёмкость переменного конденсатора и вращая сердечник L1 по максимуму амплитуды настраивают L1 на первую или вторую, третью гармоники ZQ1. Подключенный к отводу L1 через резистор сопротивлением 15 кОм частотомер должен показать рабочую частоту настроенного контура L1C7.

После настройки переменный конденсатор отсоединяют, измеряют его ёмкость, и на место С7 устанавливают постоянный конденсатор близкой к измеренной ёмкости, затем повторно регулируют L1. Подав на НЧ вход низкочастотный сигнал, например, от MP3 плеера, подстроечные резисторы R9, R10 устанавливают в такое положение, при котором модуляция ВЧ несущей будет наиболее качественная, контролируют осциллографом и с помощью установленного рядом радиоприёмника.

Если рабочая частота или нужная гармоника резонатора ZQ1 совпадёт с частотой одной из принимающихся радиостанций или попадёт на интенсивную периодическую помеху, то понизить частоту ZQ1 на несколько десятков кГц можно с помощью конденсатора в несколько десятков…сотен пФ, подключенного к выводам базы и эмиттера VT1.

Шпионские штучки, или Секреты тайной радиосвязи / Арсенал-Инфо.рф

Амплитудная модуляция

Для обеспечения амплитудной модуляции сигнала, формируемого ВЧ-генератором с кварцевой стабилизацией частоты, в малогабаритных транзисторных радиопередающих устройствах обычно применяются схемы модуляторных каскадов, выполненных на одном транзисторе. Как уже отмечалось, широко используются схемотехнические решения каскадов, которые в процессе модуляции обеспечивают изменение напряжения питания активного элемента генератора в соответствии с мгновенным значением уровня модулирующего сигнала.

Принципиальная схема одного из вариантов такого модулятора, основу которого составляет биполярный n-p-n-транзистор, приведена на рис. 4.12.

Рис. 4.12. Принципиальная схема амплитудного модулятора на биполярном n-p-n-транзисторе для генератора с кварцевой стабилизацией частоты

В рассматриваемой конструкции на транзисторе VT1 выполнен кварцевый генератор, а на транзисторе VT2 – модулятор радиопередающего устройства. Транзистор VT1 по переменному току включен по схеме с общим эмиттером, стабилизация рабочей точки этого транзистора обеспечивается с помощью цепи ООС, а режим работы по постоянному току определяется величиной сопротивления резистора R1. Модулирующий низкочастотный сигнал подается на базу транзистора VT2 через разделительный конденсатор С1. Режим работы этого транзистора определяется величиной сопротивления резистора R2.

Особенностью данного схемотехнического решения модулятора является включение перехода коллектор-эмиттер транзистора VT2 между эмиттером транзистора VT1 и шиной корпуса. В соответствии с мгновенным значением модулирующего НЧ-сигнала, поступающего на базу транзистора VT2, происходит запирание или отпирание этого транзистора. При этом изменяется падение напряжения на переходе коллектор-эмиттер транзистора VT2, что приводит к изменению величины напряжения питания, которое подается на каскад, выполненный на транзисторе VT1. В результате изменяется режим работы транзистора VT1 по постоянному току с соответствующим изменением амплитуды ВЧ-сигнала, формируемого кварцевым генератором. Модулированный по амплитуде сигнал снимается с коллектора транзистора VТ1.

Необходимо отметить, что величина сопротивления резистора R2 выбирается так, чтобы с учетом значения потребляемого генератором тока величина напряжения на коллекторе транзистора VT2 была равна приблизительно половине напряжения питания. При необходимости напряжение на коллекторе транзистора модулятора может быть в пределах от ¹/₄ до ³/₄ напряжения питания конструкции.

Каскад, обеспечивающий амплитудную модуляцию сигнала кварцевого генератора, может быть выполнен на биполярном транзисторе p-n-p проводимости. Принципиальная схема одного из вариантов такого модулятора приведена на рис. 4.13.

Рис. 4.13. Принципиальная схема амплитудного модулятора на биполярном p-n-p-транзисторе для генератора с кварцевой стабилизацией частоты

На транзисторе VT1 выполнен модулятор, а на транзисторе VT2 – кварцевый генератор радиопередающего устройства. Особенностью данного схемотехнического решения модулятора является включение перехода коллектор-эмиттер транзистора VT1 между коллектором транзистора VT2 и положительной шиной источника питания. Положение рабочей точки транзистора VT1 определяется величинами и соотношением сопротивлений делителя, в состав которого входят резисторы R1 и R2.

Транзистор активного элемента генератора по переменному току включен по схеме с общим эмиттером, при этом положение рабочей точки транзистора VT2 определяется величинами и соотношением сопротивлений делителя, в состав которого входят резисторы R3 и R4. Эти же резисторы совместно с резистором R5 образуют схему стабилизации положения рабочей точки. Кварцевый резонатор BQ1 включен последовательно с конденсатором С2 в цепь обратной связи между коллектором и базой транзистора VT2.

Модулирующий низкочастотный сигнал подается на базу транзистора VT1 через разделительный конденсатор С1. В соответствии с мгновенным значением модулирующего НЧ-сигнала происходит запирание или отпирание этого транзистора и, как следствие, изменяется падение напряжения на переходе коллектор-эмиттер. В результате по закону модулирующего сигнала изменяется величина напряжения питания, подаваемого на транзистор VT2, на котором выполнен активный элемент генератора. Изменение режима работы транзистора VT2 по постоянному току приводит к соответствующему изменению амплитуды формируемого кварцевым генератором ВЧ-сигнала. Модулированный по амплитуде сигнал снимается с коллектора транзистора VТ2.

Десять схем простейших радиопередатчиков

Радиопередающие устройства (рис. 13.1 — 13.5) могут быть получены путем простого объединения усилителя (или генератора) низкой частоты (УНЧ, ГНЧ) и генератора высокой частоты (ГВЧ).

Блок-схема передатчика с амплитудной модуляцией (AM), которую используют преимущественно в диапазонах длинных, средних и коротких волн, приведена на рис. 13.1. Выходной сигнал звуковой частоты, вырабатываемый УНЧ или ГНЧ, выделяется на сопротивлении нагрузки Rh, которое включено в цепь питания схемы ГВЧ. Поскольку напряжение питания генератора ВЧ изменяется пропорционально сигналу звуковой частоты, амплитуда высокочастотного сигнала модулируется. В качестве ГВЧ может быть использован генератор, показанный на рис. 13.6. Точки А, В, С, D на схеме генератора соответствуют точкам его подключения на блок-схемах (рис. 13.1 — 13.5).

Рис. 13.1

Рис. 13.2

Один из способов получения амплитудной модуляции сигнала с использованием низкочастотного дросселя или обмотки выходного низкочастотного трансформатора показан на рис. 13.2. Использование индуктивностей, сопротивление которых переменному току возрастает с ростом частоты, позволяет увеличить глубину модуляции. Кроме того, повышается амплитуда высших частот звукового диапазона, что заметно повышает разборчивость сигнала при приеме.

При частотной модуляции (ЧМ), используемой обычно в диапазоне ультракоротких волн, осуществляется изменение частоты высокочастотного сигнала. Для получения частотно-мо-дулированного сигнала могут быть использованы схемы, представленные на рис. 13.3 и 13.4. В схеме передатчика (рис. 13.3) частотная модуляция высокочастотного сигнала происходит путем подачи сигнала звуковой частоты через конденсатор относительно небольшой емкости на базу или эмиттер транзистора ГВЧ. При этом изменяются межэлектродные емкости активного элемента (транзистора), и, следовательно, модулируется резонансная частота колебательного контура, определяющая частоту генерации. Строго говоря, при таком виде подачи модулирующего напряжения одновременно осуществляется и неглубокая амплитудная модуляция, поскольку напряжение на базе (или эмиттере) также изменяется пропорционально модулирующему сигналу.

Рис. 13.3

Частотную модуляцию «в чистом виде» можно получить, используя свойство варикапа, либо его аналога, изменять свою емкость от величины приложенного напряжения (рис. 13.4). В этой схеме включение/выключение модуляции осуществляется переключателем SA1. Потенциометр RA предназначен для проверки частотных границ перестройки генератора.

Амплитудную модуляцию высокочастотного сигнала можно получить, если включить ГВЧ вместо сопротивления нагрузки УНЧ (ГНЧ) (рис. 13.5). Конденсатор С предназначен для заземления по высокой частоте цепи питания ГВЧ.

Рис. 13.4

Рис. 13.5

Рис. 13.6

Помимо амплитудной и частотной модуляции сигнала для передачи данных, организации радиосвязи, довольно часто используют однополосную, реже фазовую и другие виды модуляции.

На рис. 13.7 — 13.16 приведены практические схемы микро-передающихустройств, работающих в УКВ-ЧМдиапазоне (66…74 или 88… 108 МГц). Мощность этих передатчиков невелика (от долей до единиц мВт), поэтому их излучение не мешает радио- и телевизионному приему. Расстояние, на котором можно обнаружить сигналы таких устройств (рис. 13.7 — 13.16), обычно не превышает нескольких метров. Заметим, что мощность гетеродинов — генераторов высокой частоты, используемых в любом радиоприемнике или телевизоре, зачастую превышает единицы мВт.

В конструкциях по рис. 13.7 — 13.10 и 13.12 использованы электретные микрофоны типа МКЭ-333 либо МКЭ-332, а также МКЭ-3, которые содержат встроенный предусилитель на полевом транзисторе. Вместо электретного микрофона может быть использован электромагнитный телефонный капсюль, подключаемый между точкой А и общим проводом (рис. 13.7, 13.9, 13.10 и 13.12) или шиной питания (рис. 13.8). В этом случае резистор R1 не обязателен. При замене микрофона амплитуда сигнала может снизиться, поэтому для увеличения усиления по НЧ желательно использовать составной транзистор, либо применять более чувствительный УНЧ (см. главы 4 и 5). В большинстве случаев (рис. 13.7 — 13.10 и 13.12) электретный микрофон можно заменить миниатюрным угольным (с подбором резистора R1).

Схема радиомикрофона конструкции Д. Волонцевича показана на рис. 13.7 [Рл 10/99-40]. При напряжении питания 3 В устройство потребляет ток 7 мА. Катушки индуктивности намотаны на оправке диаметром 6 мм проводом /73/7-0,5. L1 имеет 6 витков, a L2 — 4 витка. В качестве антенны использован отрезок монтажного провода длиной 70 см.

Рис. 13.7

УКВ-радиомикрофон А. Иванова, как две капли воды напоминает предыдущую конструкцию (рис. 13.7) [Рл 10/99-40]. Отличие заключается в том, что схема (рис. 13.8) как бы «перевернута» вверх ногами. Такое непривычное расположение рядом почти аналогичных схем позволяет приучить взгляд на «опознание» подобных друг другу конструкций. Схемы рис. 13.7 и 13.8 различаются в «электрическом» отношении способом подачи модулирующего напряжения: в первом случае оно подается на базу транзистора генератора; во втором — на эмиттер. Катушка индуктивности содержит 7 витков провода ПЭВ 0,7…0,8 мм и имеет внутренний диаметр 5 мм. Потребляемый устройством ток составляет 15…20 мА.

Рис. 13.8

Рис. 13.9

На рис. 13.9 дана схема радиомикрофона диапазона 66…74 МГц, в базовую цепь смещения которого в качестве управляемого резистора включен электретный микрофон [Рл 2/97-13]. Антенной является отрезок гибкого многожильного провода длиной 20…40 см. Потребляемый устройством ток около 1 мА.

Каскодное включение транзисторов использовано в схеме на рис. 13.10 [Рл 2/97-13]. При этом для сигналов низкой частоты нагрузкой транзистора VT2 является ВЧ генератор, выполненный на транзисторе VT1. В свою очередь, ток высокой частоты в эмит-терной цепи транзистора VT1 модулируется сигналом с каскада усиления низкочастотных сигналов, снимаемых с микрофона.

Рис. 13.10

Рис. 13.11

На рис. 13.11 приведена схема микропередатчика УКВ-ЧМ диапазона конструкции В. Иванова [Р 10/96-19]. Передатчик способен транслировать сигнал, снимаемый с УНЧ электропроигрывателя, магнитофона и других устройств. Амплитуда НЧ сигнала на входе в пределах 10…500 мВ. Катушка И без каркаса, имеет внутренний диаметр 4 мм и содержит 15 витков провода ПЭВ 0,5. Катушка L2 намотана поверх резистора R3 (МЛТ-0,5) и содержит 50… 100 витков тонкого изолированного провода.

На рис. 13.12 и 13.14 приведены практические схемы микропередатчиков на аналоге лямбда-диода. В качестве управляемого элемента использован прямосмещенный переход полупроводникового диода (светодиода). Частотная модуляция осуществляется за счет изменения его динамического сопротивления. Для высокочастотной составляющей емкостное сопротивление светодиода много ниже его омического сопротивления. Одновременно с выполнением функции управления частотой генерации, светодиод индицирует включенное состояние устройства и стабилизирует его рабочую точку.

Рис. 13.12

Рис. 13.13

Рис. 13.14

Для осуществления частотной модуляции в схеме (рис. 13.14) использован самодельный конденсаторный микрофон. Он выполнен в виде развернутого конденсатора с двумя плоскими неподвижными электродами, параллельно которым закреплена мембрана (тонкая фольга, металлизированная диэлектрическая пленка и т.п.), электрически изолированная от неподвижных электродов. Микрофон может быть собран в рамке фотослайда; его емкость составляет несколько пикофарад.

Для сравнения на рис. 13.13 приведена схема наипростейшего микропередающего устройства, выполненного на туннельном диоде со стабилизатором рабочей точки на германиевом диоде VD1 [Рл 9/91-22, 10/97-17]. Конструкция микрофона, аналогичная описанной выше, может быть использована в схеме на рис. 13.15. Параметры катушек индуктивности (колебательных контуров) могут быть перенесены с одной конструкции на другую.

Рис. 13.15

Рис. 13.16

В схемах (рис. 13.9, 13.10, 13.13, 13.15) для УКВ диапазона (66…74 МГц) использованы бескаркасные катушки индуктивности, имеющие внутренний диаметр 4 мм и содержащие 5…6 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,56 мм. Шаг намотки 1,5 мм. Рабочая частота генерации устанавливается сближением/раз-движением витков катушки, подбором числа и диаметра ее витков, а также емкости конденсатора колебательного контура. Корпус электретного микрофона соединен с общим проводом. Прием высокочастотных сигналов возможен на портативный ЧМ-приемник.

Для создания видеопередатчика (беспроводной передачи видеосигнала с видеомагнитофона на телевизор) может быть использована схема Г. Романа [Рл 3/99-8]. Колебательный контур L1C2 (рис. 13.16) настраивают на частоту одного из свободных от телевизионного вещания каналов.

Литература: Шустов М.А. Практическая схемотехника (Книга 1), 2003 год

3.1 Модуляторы ам-сигналов. Способы осуществления амплитудной модуляции

Подавая на безынерционный нелинейный элемент сумму исходных колебаний, в выходном сигнале можно наблюдать всевозможные комбинационные составляющие. Если теперь пропустить выгодной сигнал через линейный частотный фильтр, то можно выделить ряд полезных компонентов преобразованного сигнала. На этом принципе основана работа большого числа радиотехнических устройств, в частности модуляторов.

3.1.1 Принцип работы амплитудного модулятора.

Амплитудным модулятором называют устройство, создающее на выходных зажимах АМ-сигнал вида при подаче на входы цепи гармонического несущего колебанияи низкочастотного модулирующего сигнала.Чаще всего амплитудные модуляторы строят, используя эффект преобразования спектра суммы двух сигналов в безынерционном нелинейном элементе.

Простейшим амплитудным модулятором служит нелинейный усилитель, у которого резонансный контур в выходной цепи настроен на частоту несущего колебания. К входу модулятора приложено напряжение

Принцип работы данного модулятора поясняется осциллограммами напряжений и токов, показанными на рис. 3.1.

Для определенности считается, что проходная характеристика транзистора аппроксимирована отрезками двух прямых. За счет того, что рабочая точка перемещается в такт с низкочастотным модулирующим колебанием, происходит непрерывное изменение угла отсечки несущего сигнала. Амплитуда первой гармоники последовательности импульсов коллекторного тока оказывается не постоянной во времени. Колебательный контур фильтрует коллекторный ток, выделяя на выходе АМ-снгнал, т. е. несущее колебание с переменной амплитудой, пропорциональной полезному модулирующему сигналу.

Рис. 3.1. Токи и напряжения в амплитудном модуляторе

Процесс получения АМ-сигнала можно изучить аналитически, применив развитую выше теорию комбинационных частот. Пусть на входе нелинейного элемента с характеристикой простейшего вида (2.38) действует напряжение причём

В составе тока, проходящего через двухполюсник, можно выделить составляющие с частотами, близкими к , которые образуют амплитудно-модулированный ток

. (3.1)

Как известно, относительный уровень боковых колебаний по сравнению с несущим колебанием равен М/2.

Из формулы (3.1) следует, что в данном случае коэффициент амплитудной модуляции выходного сигнала

. (3.2)

3.1.2 Получение сигналов с балансной модуляцией.

Схему амплитудного модулятора можно видоизменить таким образом, что на выходе устройства будет получен сигнал с подавлением несущим колебанием, т. е. сигнал с балансной модуляцией .

Структурная схема балансного модулятора представлена на рис. 3.2.

Рис. 3.2 Структурная схема балансного модулятора

Здесь несущее гармоническое колебание с частотой синфазно подводится к нижним входам двух одинаковых амплитудных модуляторови.Модулирующий сигнал поступает на модуляторчерез инверторимеющий коэффициент передачи, равный —1. Поэтому на выходах модуляторов будут получены сигналы

где A— постоянный коэффициент.

Инвертор изменяет знак сигналана противоположный, так что выходной сигнал

(3. 6)

представляет собой произведение модулирующего и несущего колебаний, т. е. действительно является балансно-модулированным колебанием.

Вопросы для самопроверки

Назовите способы осуществления амплитудной модуляции.
Нарисуйте структурную схему балансного модулятора

Однотактные модуляторы

Рисунок 14.1 – Принципиальная схема диодного амплитудного модулятора.

Напряжение модулирующего сигнала перемещает рабочую точку по квадратичному участку ВАХ диода путем изменения напряжения смещения на аноде относительно катода. Зависимость тока через диод от времени имеет сложный характер. Приращения тока различны в положительный и отрицательный полупериоды как несущего, так и модулирующего колебаний. Ток первой гармоники оказывается промодулированным по амплитуде сигналом . Напряжение на выходе колебательного контура, настроенного на частоту несущей и имеющего полосу пропускания, равную ширине спектра АМ сигнала , пропорционально току этой гармоники. Остальные гармоники тока отфильтровываются, т.к. сопротивление контура на их частотах практически равно нулю.

Рисунок 14.2 – Временные диаграммы работы диодного амплитудного

модулятора.

Такой же вывод можно получить, воспользовавшись спектральным методом анализа нелинейной цепи. Пусть ВАХ диода представлена полиномом второй степени:

где — коэффициенты аппроксимации;

— бигармоническое воздействие;

— напряжение несущего колебания;

— напряжение модулирующего сигнала.

Вид полинома после подстановки:

Подчеркнуты составляющие тока с частотами, сосредоточенными вблизи частоты несущей . В сумме они образуют ток первой гармоники , промодулированный по амплитуде модулирующим сигналом:

Напряжение на контуре:

где — входное резонансное сопротивление контура;

— амплитуда напряжения на контуре при отсутствии модуляции;

— коэффициент амплитудной модуляции.

Рисунок 14.3 – Спектр тока через диод.

Формирование двухполосных амплитудно-модулированных сигналов с большим уровнем несущей. Однотактный амплитудный модулятор на транзисторе. Принципиальная электрическая схема. Принцип действия. Временные диаграммы.

Т.к. диоды имеют незначительный участок с квадратичной характеристикой, то уровень АМ сигнала на выходе такого модулятора мал.

Для повышения напряжения выходного АМ сигнала диодный модулятор используют в режиме больших значений модулирующего и несущего колебаний. Еще больший его уровень будет, если модулятор выполнить на активном НЭ.

Рисунок 14.4 – Принципиальная схема амплитудного модулятора на

транзисторе.

Напряжение смещения обеспечивает режим работы транзистора с отсечкой. За счет того, что рабочая точка перемещается модулирующим сигналом , происходит непрерывное изменение амплитуды и угла отсечки коллекторного тока . Вследствие этого амплитуда первой гармоники коллекторного тока меняется во времени пропорционально модулирующему сигналу . Напряжение на колебательном контуре будет представлять собой АМ сигнал.

Такой же вывод можно получить, воспользовавшись графическим методом анализа нелинейной цепи. Соответствующие построения приведены на рисунке 14.5.

Рисунок 14.5 – Временные диаграммы работы амплитудного модулятора

на транзисторе.

Амплитуда импульсов коллекторного тока:

где — значение амплитуды импульсов тока при отсутствии модулирующего сигнала;

— размерный коэффициент пропорциональности.

Амплитуда первой гармоники коллекторного тока:

Амплитуда напряжения на контуре:

где — амплитуда напряжения, обусловленного первой гармоникой коллекторного тока, при отсутствии модуляции;

— коэффициент амплитудной модуляции.

Напряжение на выходе модулятора:

При такой модуляции неизбежны искажения: форма огибающей АМ сигнала отличается от формы модулирующего сигнала, т.к. с изменением последнего происходит изменение угла отсечки и соответственно коэффициента Берга .

Формирование двухполосных амплитудно-модулированных сигналов с полным или частичным подавлением несущей. Балансный амплитудный модулятор на диодах. Принципиальная электрическая схема. Принцип действия. Математическая модель и спектр сигнала на выходе балансного модулятора.
Балансный (двухтактный) модулятор

Позволяет получить балансно-модулированный (БМ) сигнал, спектр которого состоит из двух боковых полос и не содержит несущего колебания.

Рисунок 14.6 – Принципиальная схема диодного балансного модулятора.

При положительной полуволне напряжения несущей частоты оба диода открыты, сопротивление их мало, и через первичную обмотку трансформатора Тр2 протекает выходной ток. При отрицательной полуволне диоды закрыты, сопротивление их велико и тока в обмотке нет. Этот ток имеет вид импульсов. С изменением полярности модулирующего напряжения изменяется направление тока (отрицательные импульсы). Отсутствие колебания несущей частоты на выходе модулятора объясняется тем, что несущее колебание подается в средние точки трансформаторов Тр1 и Тр2 и магнитные потоки, создаваемые токами несущей частоты и в полуобмотках трансформаторов, имеют встречные направления и взаимно уничтожаются. Нагрузкой модулятора служит контур, настроенный на несущую частоту , который выделяет БМ сигнал.

Рисунок 14.6 – Временные диаграммы модулирующего напряжения,

напряжения несущей и выходного тока.

Воспользуемся спектральным методом анализа нелинейной цепи. Пусть ВАХ диодов одинаковы и аппроксимируются полиномом второй степени. Пусть в некоторый момент времени полярность напряжений такая, как указана на рисунке 14.5. Тогда напряжение на диодах:

; .

Токи в цепях диодов:

;

Токи в трансформаторе Тр2 направлены встречно и результирующее напряжение на выходе схемы с учетом подавления некоторых составляющих контуром:

Рисунок 14.7 — Спектр выходного тока.

В балансном модуляторе в выходном токе отсутствуют составляющие нелинейного преобразования с частотами , , . При этом облегчается выделение БМ сигнала.

Формирование однополосных амплитудно-модулированных сигналов (ОМ) методами фазирования и фильтрации. Структурные электрические схемы модуляторов. Математическая модель и спектр сигнала на выходе модулятора ОМ сигнала.

Передача информации одной боковой полосой имеет следующие преимущества:

— не тратится мощность передатчика на передачу несущих колебаний, за счет чего можно увеличить мощность колебаний передаваемой боковой полосы, а следовательно, и дальность действия связи;

— при отсутствии модуляции мощность не расходуется, т.к. передачи несущих колебаний нет;

— меньше занимаемая полоса, что позволяет отведенную для системы полосу частот уплотнить большим числом каналов;

— требуется более узкая полоса пропускания приемника, что повышает помехозащищенность за счет снижения уровня помех в рабочей полосе.

3.2. Простые методы модуляции, реализуемые в УПС при работе по каналам ТЧ

При передаче данных по каналам ТЧ (ШК) перенос спектра сигналов в область полосы частот канала ТЧ осуществляется с помощью модуляции. Процесс преобразования дискретного сообщения в модулированный сигнал иллюстрируется рис.3.3. В современных УПС используются самостоятельно или комбинированно все три основных вида модуляции:

амплитудная модуляция — AM;
частотная модуляция — ЧМ;
фазовая модуляция — ФМ.

Общий принцип модуляции состоит в изменении одного или нескольких параметров несущего колебания (переносчика) u(t) под воздействием первичного сигнала данных A(t) . Чаще всего в качестве переносчика используется гармоническое колебание

где u0, — амплитуда, и — несущая частота,

— начальная фаза (параметры несущего колебания).

Рассмотрим методы модуляции, основанные на изменении одного из параметров несущего колебания.

3.2.1. Амплитудная модуляция

При амплитудной модуляции переносчиком информации является амплитуда несущего колебания. Единичные элементы, соответствующие символам 1 и 0, преобразовываются в вид:

что показано на рис.3.4. При сигнал называется с пассивной паузой. Возможен вариант сигнала и с активной паузой, когда отличается от значением амплитуды.

Структурная схема модема с АМ показана на рис.3.5. Последовательность данных через фильтр первичного сигнала ФПС поступает на модулятор (перемножитель), на второй вход которого подается несущее колебание от генератора Г. Фильтр передачи Фпер. ограничивает полосу частот передаваемого модулированного сигнала.

В демодуляторе выделение первичного сигнала производится детектором Д с помощью устройства синхронизации УС и фильтра нижних частот ФНЧ. Детектирование принимаемого сигнала может быть когерентное (синхронное) и некогерентное. Когерентный детектор более эффективен по помехозащищенности (изображен на рис.3.5).

Отметим, что на рис.3.5 представлена одна из множества возможных схем реализации модема с АУ.

Спектр амплитуд первичного сигнала на входе перемножителя и спектр амплитуд амплитудно-модулированного сигнала представлены на рис.3.6.

Спектр состоит из частоты несущего колебания и двух боковых полос соответствующих . Остальные составляющие подавляются фильтром Ф пер. Таким образом, рассматриваемая схема модема обеспечивает передачу с двумя боковыми полосами (ДБП) частот, что в соответствии с гл.2 позволяет получить предельную скорость передачи . Соответственно, максимальная удельная скорость передачи равна 1 бит/с Гц.

Анализ спектра амплитуд показывает, что каждая из боковых полое несет одну и ту же информацию. Поэтому с помощью фильтра передачи Фпер можно полностью подавить вторую боковую полосу и получить однополосную модуляцию (ОБП), либо частично подавить вторую боковую полосу и получить AM с частично подавленной боковой полосой (ЧПВП). Указанные меры позволяют более полно использовать динамический диапазон и полосу частот канала ТЧ. Действительно, для случая передачи С одной боковой полосой предельная скорость , т.е. максимальная удельная скорость передачи равна 2 бит/с*Гц. Казалось бы, что более экономное использование полосы частот при ОБП исключает целесообразность применения ДБП. Однако при ОБП в приемнике необходима информация о фазе несущего колебания. Погрешности в определении фазы несущего колебания могут приводить к высокому проценту ошибок и к усложнению аппаратуры. Как компромиссное решение — применение ЧПБП.

Достоинство амплитудной модуляции — простота реализации. Недостатком является то, что влияние помех и изменение уровней передачи в канале ТЧ приводят к существенным искажениям амплитуды (значащей позиции) сигнала, следовательно, к снижению помехозащищенности. Поэтому в отечественных УПС самостоятельно AM не применяется.

3.2.2. Частотная модуляция

При частотной модуляции (ЧМ) изменяется частота гармонического сигнала соответственно значащей позиции сигнала данных. Единичные элементы, соответствующие символам данных 1 и 0, представляются в виде (рис.3.7):

где

Разность называют девиацией частоты, отношение -индексом модуляции, а и — характеристическими частотами. Спектр ЧМ сигнала занимает значительно большую полосу частот, чем при ДМ (естественно при одинаковой скорости передачи).

За счет ограничения спектра возникает переходный процесс как по амплитуде, так и по частоте. Длительность установления частоты от до зависит от отношения где — необходимая полоса частот, устанавливаемая для передачи двоичного ЧМ сигнала. Компромисс между допустимыми искажениями и необходимой полосой частот достигается при значениях .

Таким образом, необходимая полоса частот для передачи двоичного ЧМ сигнала с допустимыми искажениями определяется выражением

Удельная скорость передачи при m>1 близка к значение 0,5 бит/с*Гц

Установлено, что при m <1 основная энергия сигнала сосредоточена вблизи несущей частоты , поэтому можно достичь удельной скорости передачи 1бит/с*Гц. Например, при

Тогда

Для формирования ЧМ сигнала используются управляемый генератор (УГ), частота которого может изменяться без скачков фазы и со скачками фазы. Реализация ЧМ без разрыва фазы осуществляется непосредственным воздействием первичного сигнала А(t) на частоту генератора несущего колебания. ЧМ с разрывом фазы получается использованием независимых генераторов, настроенных на требуемые частоты, и спектр амплитуд модулированного сигнала занимает более широкую полосу частот, чем при формировании без разрыва фазы.

Демодуляция ЧМ сигналов может осуществляться когерентным и некогерентным методом. Последний широко используется при передаче данных с низкой удельной скоростью. Общим принципом демодуляции является частотное детектирование (ЧД) с помощью дискриминаторов, которые преобразуют изменение частоты в изменение амплитуды.

Так как изменяемым параметром сигнала является частота, то для уменьшения влияния помех применяют ограничители амплитуд Огр, что существенно повышает помехозащищенность ЧМ по сравнению с АМ. На рис.3.8 представлена структурная схема модема с ЧМ.

Сигнал данных управляет частотой генератора УГ несущего колебания. Подавление побочных продуктов модуляции на передаче и помех на приеме производят соответственно фильтры передачи Ф пер и приема Ф пр. Ограничитель Огр снижает амплитудные искажения. Дискриминатор Д преобразует изменения частоты сигнала в изменение амплитуды. Фильтр нижних частот ФНЧ подавляет составляющие преобразованного сигнала частотами и др. Решение о принимаемом сигнале принимается решающим устройством РУ.

Модемы с ЧМ благодаря несложной технической реализации и сравнительно высокой помехозащищенности рекомендованы МККТТ для передачи данных по стандартным каналам ТЧ со скоростью до 1200 бит/с.

Частотной модуляции присущ недостаток — высокая чувствительность к изменению частоты сигнала при передаче по каналу ТЧ

Тая как в дискриминаторе происходит преобразование ЧМ сигнала в AM сигнал, то при неизменном пороге регистрации сдвиг по частоте переходит в сдвиг по длительности, т.е. появляются так называемые искажения типа преобладания «когда длительность посылок одной полярности превосходит длительность посылок другой полярности. На рис.3.9 показана пунктиром передача двухполюсной последовательности сигналов данных («точек») по каналу без изменения частоты сигнала, и сплошной линией — по каналу с изменением частоты сигнала на . На рисунке -длительность единичного элемента сигнала данных характеристические частоты.

Для устранения подобного рода искажений в процессе настройки дискретного канала с ЧМ всегда производится регулировка на нейтральность.

3.2.3. Фазовая модуляция

При фазовой модуляции переносчиком информации является изменение фазы гармонического колебания. Единичные элементы представляются в виде:

где — индекс фазовой модуляции;

— начальная фаза.

Соответствие ФМ сигнала символам и сигналам данных показано на рис.3.10.

Как видно на рис.3.10, изменение фазы происходит при каждом изменении полярности сигнала данных.

Отметим, что при ФМ принципиальным является жесткое соответствие начальных фаз приемника и передатчика. Однако при похождении ФМ сигнала по каналу ТЧ за счёт изменения фазы передаваемого сигнала (переключения генераторного оборудования каналообразующей аппаратуры) возникает так называемая «обратная работа», когда вместо передаваемого символа 1 принимается символ 0. Поэтому на практике ФМ не используется, а применяют ее видоизменение. Советский ученый К.Т.Петрович предложил относительную фазовую модуляцию (ОФМ).

При ОФМ представляющим параметром сигнала, несущим информацию, является изменение фазы при передаче каждого единичного интервала только одной полярности, например, как показано на рис.3.11, положительной. Так, при длительной передаче только положительных посылок частота изменения фазы будет соответствовать скорости передачи единичных элементов.

Для осуществления ОФМ необходимо единое соответствие между значениями полярности посылок и значениями разности фаз для передатчика и приемника.

Если символу данных 1 соответствует положительная посылка, а символу 0 — отрицательная, то алгоритм модуляции при ОФМ формулируется так: при передаче i-й посылки, соответствующей 1, фаза несущего колебания скачком изменяется на 180° по отношению к фазе предыдущей (i-1)-й посылки, а при передаче посылки, соответствующей 0, она остается такой же, что у (i-1)-й посылки.

На рис.3.12 приведены схемы передатчика и приемника, поясняющие принцип формирования и обработки ОФМ — сигналов.

В качестве кодера используется триггер с управляющим на его входе транзистором. При каждой положительной посылке (Rтранз. — высокое) срабатывает триггер и переключает диоды фазового модулятора (т.е. изменяется фаза несущего колебания).

Прием ОФМ — сигнала возможен двумя методами:

сравнением фаз;
сравнением полярностей,

Чаще применяется первый метод, так как при этом искажение одного единичного элемента приводит к одной ошибке, а при методе сравнения полярностей, если искажена середина единичного элемента, то возможны и две ошибки.

При методе сравнения фаз в фазовом детекторе (ФД) сравниваются на несущей частоте фазы i-го и (i-1)-го единичных элементов. Указанное сравнение осуществляется с помощью элемента памяти линии задержки (ЛЗ), создающего задержку, равную длительности элемента. Такой метод не требует знания начальной фазы сигнала.

Спектр ОФМ сигнала занимает полосу частот такую же, как и при АМ-ДБП (рис.3.6), но отличается значениями амплитудонесущей частоты и боковых частот. Поэтому максимальная удельная скорость передачи равна 1 бит/с•Гц.

При ОФМ также можно воспользоваться ограничением одной из боковых полос частот и тем самым получить ОФМ с одной боковой полосой частот ОФМ-ОБП с максимальной удельной скоростью передачи 2 бит/с*Гц.

Модемы с OФM по сравнению с AM и ЧМ реализуются технически более сложно, но зато обладают более высокой помехозащищенностью при одинаковой скорости передачи.

Однако самым важным достоинством ОФМ, обусловившим ее широкое применение, является возможность использования многих значений (крат) фаз и получения многократных ОФМ, например, двукратной — ДОФМ, трехкратной — ТОФМ, и тем самым увеличение скорости передачи в число крат раз.

3.2.4. Особенности реализации современных УПС с ЧМ

Модемы с ЧМ получили широкое применение на скоростях передачи 200(300), 600 и 1200 бит/с, поскольку их реализация относительно проста, а помехоустойчивость вполне достаточна.

Элементы, составляющие основу модема (фильтры и др.), стандартны по своему построение. Отличие составляют частотные модуляторы и детекторы.

Модуляторы долгое время строились как обычные генераторы, в которых с помощью ключевых элементов (реле, диодов, транзисторов, операционных усилителей и др.) к колебательному контуру подключались дополнительно емкости или индуктивности, что приводило к изменению частоты генератора.

Однако такие схемы характеризуется невысокой стабильностью частоты. Поэтому в последние годы вместо аналоговых методов для генерации ЧМ сигналов используются дискретные цепи, в которых характеристические частоты получаются путем деления высокой частоты задающего генератора со специальными мерами стабилизаций частоты. Коэффициент деления при этом может меняться в соответствии с модулирующим сигналом.

Деление осуществляется за счет прореживания последовательности импульсов опорной частоты по законам, различным для «О» и «1»,в результате получается модулированная по частоте последовательность импульсов.

Такой ЧМ сигнал характеризуется наличием разрывов фазы в моменты изменения частоты, что является причиной снижения помехоустойчивости передачи (спектр сигнала размыт из-за паразитной фазовой модуляции). Для уменьшения влияния этого процесса первоначально модуляция осуществляется на частоте, значительно превышающей скорость передачи. Полученная последовательность подвергается делению, в результате чего образуются рабочие частоты.

Структурная схема модулятора приведена на рис.3.13.

Передающая часть включает схемы «И», «ИЛИ» и сумматор по модулю 2, которые коммутируют поочередно на вход делителя сигналы, поступающие с блока опорных частот БОЧ с частотами 134,4 кГц (с поступлением «0») или 83,2 кГц (с поступлением »1″). Делитель частоты обеспечивает коэффициент деления, равный 64. В результате на выход поступает прямоугольный ЧМ сигнал, с характеристическими частотами модуляции 1,3 и 2,1 кГц, соответствующие передаче сигнала «1» или «0».

Подавление побочных продуктов формирования ЧМ сигнала производится фильтром Фпер.

Основной частью приемника ЧМ сигналов является частотный дискриминатор Д. Рассмотрим две схемы дискриминаторов, реализованных с помощью аналоговых и цифровых элементов.

При аналоговой реализации дискриминатор строится на двух колебательных контурах, настроенных на частоты, несколько меньшую и большую .

Схема демодулятора с частотным дискриминатором, выполненным на основе колебательных контуров (КК), приведена на рие.3.14а, а на рис.3.14б показана частотная характеристика дискриминатора, где — верхняя к нижняя характеристические частоты соответственно.

Принцип работы заключается в следующем. Сигналы после колебательных контуров выпрямляются выпрямителем В и поступают на дифференциальную схему Д, где формируется разностный сигнал. С помощью ФНЧ подавляются составляющие преобразованного сигнала с частотами и др.

Дискриминаторы на основе цифровых элементов имеют в своем составе звено задержки, в качестве которого используется фазовый фильтр ФФ (рис.3.15). Два сигнала (один с задержкой), проходя через ограничитель Огр, перемножаются (П-перемножитель). Выбором параметров фазового фильтра можно обеспечить различие в фазовых сдвигах для обеих характеристических частот таким (рис.3.15б), что постоянная составляющая сигнала , полученного в результате перемножения, для одной из характеристических частот окажется положительной, а для другой — отрицательной (рис.3.15в,г).

На выходе ФНЧ после подавления спектральных компонент с частотой несущей восстанавливается первичный сигнал.

Два последних метода построения демодуляторов нашли применение соответственно в изделиях 65с319 и 9П9080.

Одноламповый АМ модулятор и маломощный радиопередатчик :: Tube DIY Kit

Схема, инструкция по сборке и настройке устройства:

По умолчанию, в комплекте радиоконструктора поставляется лампа 6И1П (ECH81), но можно использовать лампу ECH84. Для этого надо или установить джамперы согласно разметке на плате или залить их припоем на нижней стороне платы, в зависимости от типа применяемой лампы. При установке ECH84, возможно потребуется подобрать номинал R11.

Установите на плату и впаяйте детали согласно принципиальной схеме и разметке платы. Соблюдайте полярность при установке электролитических конденсаторов. Противофоновые конденсаторы размеченные на плате как Ch на схеме не указаны и рекомендуются к установке при работе передатчика с посторонними блоками питания. В наших блоках питания такие конденсаторы уже установлены.

После сборки подключите антенну к клемме Ant, анодное и накальные напряжения от блока питания. В качестве антенны можно использовать кусок провода от одного и более метров. Правильно собранный передатчик, как правило, запускается сразу. Требуется лишь подстройка триммером С9 выходного контура по максимуму свечения светодиода контроля излучения LED1. Рекомендуется, после сборки, во время первого включения проконтролировать потребляемый анодными цепями ток. Он не должен превышать 10mA при светящемся светодиоде. Затем подайте сигнал от источника на гнездо AUX и настройте радиоприемник на частоту передатчика. В конце настройки подберите уровень модуляции переменным резистором R4 и пространственное положение антенны передатчика по минимуму фона переменного тока в приемнике.

Если рабочая частота передатчика, в вашем регионе, занята радиостанцией или помехой, то установите под платой, паралельно резистору R11 конденсатор емкостью 10-20pf, что несколько сдвинет частоту передачи.

Конструктор можно перестроить на коротковолновый диапазон. Для этого надо поменять керамический резонатор Cr1 на кварц. Например, с распространёнными кварцами 9,6 — 10MHz, рабочая частота сдвинется в диапазон 31 метр. Кроме замены кварца потребуется изменить индуктивность L1 с 470μH на 20μH, триммер C9 поменять на 30pf и подобрать емкость C10 для оптимальной связи с антенной. Но, светодиод LED1 на этой частоте невозможно использовать в качестве индикатора излучения.

Please enable JavaScript to view the comments powered by Disqus.

Простой модулятор AM

Введение

В последние годы средневолновое (MW) радиовещание с амплитудной модуляцией (AM) станции постепенно исчезают, по крайней мере, в Европе. Для людей, которые как старинные радиоприемники (деревянные радиоприемники!), это плохая новость: из-за конкретные характеристики распространения этой полосы только локальные станцию можно принимать в течение дня, так как распространение ионосферы полностью заблокирован слоем D.Если местная станция была выключена, как это было в конце 2010 с передатчиком Sottens, который был последним швейцарским MW передатчик, нужно дождаться вечера, когда D-слой исчезнет и средние волны могут быть отражены слоем E, чтобы слышать некоторые станции на этой полосе.

Купить FM-модулятор MP3-плеера по дешевой цене легко, но плохо удача: в старинных радиоприемниках нет (или очень редко) УКВ диапазона FM.Итак, идея, описанная на этой странице, — это модулятор AM для диапазона MW. что позволит слушать музыку с CD или MP3 плеера в дневное время на таких радиоприемниках. Это не передатчик: очень низкая выходная мощность (только 10 мВт) и предназначен для подключения к антенному входу радио, или быть тесно связанным с ним. Усиление сигнала было бы плохой идеей, так как передача в этом группа строго запрещена во многих странах.

Описание цепи

Полная схема показана на рисунке ниже. Нажмите, чтобы увеличенная версия со всеми деталями.

Секция звукового усилителя

Аудиосигнал подключается к CN1 и CN2. Входной этап разработан для стереофонических сигналов 0,7 В среднеквадратического значения (2 В размах) и имеет сопротивление 47 кОм, потому что это обычно то, что требуется для подключения линейного выхода проигрывателя компакт-дисков.Если кто-то хочет использовать выход для наушников MP3-плеера, закорачивая JP1 и JP2 снизит входное сопротивление до 33 Ом, чтобы соответствовать этому вид вывода. AM поддерживает только моно сигналы, поэтому оба канала просто добавляются вместе в U1: A. В случае подключения источника моносигнала можно использовать либо CN1 или CN2, но всегда следует закорачивать перемычку другого канала на убедитесь, что он не улавливает шум.

Сети RC C3-R2 и C6-R6 ограничивают нижнюю часть полосы пропускания. примерно до 50 Гц, предотвращая смещение постоянного тока смещения модулятор.U1 — это обычный операционный усилитель звука NE5532 с низким уровнем шума. U1: A — это просто инвертирующий сумматор с усилением -2 (6 дБ). Сеть R7-C7 ограничивает верхнюю часть полосы пропускания примерно до 4,8 кГц. U1: B — инвертирующий усилитель, усиление которого можно регулировать через R8. от -0,45 (-7 дБ) до -4,5 (+13 дБ). Это используется для настройки коэффициента модуляции как можно ближе к 100% в соответствии с точной амплитудой входного сигнала. Чтобы избежать искажений, достаточно будет 80%, так как мощность эффективность не является проблемой для этого приложения.Если этого диапазона недостаточно, можно изменить R9 и R8, чтобы увеличить или уменьшите усиление. Сеть R5-C5 снова ограничивает верхнюю границу полосы пропускания этот усилитель на 4,8 кГц.

Конденсаторы C8 и C9 гарантируют, что инвертирующие входы двух операционные усилители заземлены на ВЧ, что предотвращает работу точка смещается из-за утечек РЧ из каскада модулятора. R1 и R4 смещают оба операционных усилителя примерно на 5 В постоянного тока, в то время как байпасные конденсаторы C2 и C4 устраняют ВЧ-утечки из смещения линия.Конденсатор C1 используется в качестве резервуара энергии для питания усилителей во время звуковые пики. Выход U1: B напрямую питает каскад модулятора. Смещение этих усилителей напрямую контролирует точку смещения модулятор. Он был установлен на 5 В, чтобы напряжение колебалось почти от 0 до 10 В. Изменение напряжения смещения снизит максимальную неискаженную ВЧ амплитуда.

Раздел генерации перевозчика

В этой схеме несущая частота генерируется кристаллом осциллятор.Использование VFO было рассмотрено из-за его простоты, но нейтрализация тепловой дрейф усложняет настройку схемы, и поскольку старые радиостанции тоже имеют значительный дрейф, имея стабильную частоту упростит его использование и позволит использовать этот модулятор в качестве тестового оборудование для ремонта неисправных приемников.

В Европе радиовещательные станции AM используют растр канала 9 кГц и все несущие частоты кратны 9 кГц.Было бы хорошо, если бы этот модулятор соответствовал этому правилу. Хорошо, можно утверждать, что у старых радиоприемников есть непрерывный диапазон настройки. и может настраиваться на любую частоту, но если этот модулятор используется как лабораторный инструмент для ремонта или юстировки более поздних приемников, имеющих правильная частота будет важной функцией.

Поскольку практически невозможно найти кристалл, имеющий прямую подходящая частота в диапазоне AM MW (от 531 до 1611 кГц в Европе) был выбран кристалл с более высокой частотой, требующий частоты быть разделенным.Несколько стандартных кристаллов, разделенных на 16, дают правильный носитель AM MW. частоты, как показано в следующей таблице:

10,368 МГц / 16 = 648 кГц
13,824 МГц / 16 = 864 кГц
14,400 МГц / 16 = 900 кГц
18,432 МГц / 16 = 1152 кГц

Для этого проекта использовался кристалл 10,368 МГц, но другие кристаллы тоже подойдут. Если правильное выравнивание каналов не требуется, любой кристалл между 8.496 МГц и 25,776 МГц будут работать.

Генератор представляет собой классический генератор 4060 C-MOS и делитель. Для этого приложения использовалась версия 74HC4060 из-за ее способность работать с частотой выше нескольких МГц, и потому что это производит быстрые импульсы нарастания и спада. Об этом этапе особо нечего сказать: выходная частота, уже разделенный на 16, доступен на выводе 7 U2 в виде Прямоугольная волна с коэффициентом заполнения 50%.Остальные выходы не используются. Кварцевый генератор не имеет регулировки частоты (конденсаторы С19 и C20 фиксированы), так как этот функционал считался не требуется для приложений AM.

Секция модулятора

T1 используется как своего рода усилитель / модулятор D-класса и работает как переключатель ВКЛ / ВЫКЛ. Несущий сигнал на частоте СВ поступает от транзистора U2. T1 через R12 и C14.В то время как R12 ограничивает ток в базе T1 до разумной величины, C14 помогает T1 в быстром включении и выключении. Без него заряд накопленные в базе T1 должны будут медленно проходить через R12, создавая края переключения слишком мягкие. T1 — это просто очень распространенный транзистор общего назначения типа 2N2222. Наверное, подойдет и любой подобный транзистор.

Модуляция AM достигается путем изменения напряжения коллектора, если T1 со звуковым сигналом, обеспечиваемым U1: B, и точкой смещения аудиоусилитель устанавливает мощность несущей и пиковую мощность огибающей доступный.Поскольку T1 питается напрямую от выхода U1: B, максимально доступный ток 30 мА. Чтобы ограничить ток, используемый T1 (и уменьшить его мощность), резистор R11 был включен последовательно с T1. В обычном усилителе класса D такой резистор был бы досадой, но цель этой схемы не в том, чтобы производить большую мощность или эффективность: нам просто нужна четкая модуляция при очень низкой мощности. Уменьшение или удаление R11 для увеличения выходной мощности было бы плохим. idea: U1: B не может обеспечить дополнительную мощность, и искажения будут резко увеличилось.

L1 действует как РЧ нагрузка для модулятора, а также предотвращает РЧ вернитесь в раздел аудио. C10 отвечает за замыкание на землю любого просочившегося радиосигнала. хотя L1. При отсутствии звука модулятор смещен на 5 В постоянного тока. (налагается R1 и R4). Звуковая модуляция изменяет это напряжение до 0 В и до 10 В во время пиков модуляции, таким образом регулируя выход до 100 %.

Секция выходного фильтра

Выход модулятора поступает на выходные фильтры через C13, что предотвращая попадание постоянного тока на коллекторе T1 на выход.Выходной фильтр состоит из C11, C12, C15, C16, C17, L2 и L3. Это фильтр Кауэра пятого порядка с частотой среза 900 кГц. Он предназначен для передачи всех частот ниже 900 кГц с максимальное затухание 0,13 дБ и блокировка всех частот выше 1,8 МГц более 60 дБ. Номинальное сопротивление, конечно же, 50 Ом. Теоретические значения указаны в скобках, но, конечно, только использованы компоненты стандартных значений.

Если используется выходная частота выше 900 кГц, все фильтры значения емкости и индуктивности должны быть уменьшены пропорционально для сдвига частоты среза вверх.Уменьшение вдвое всех значений удвоит порог среза и полосу заграждения. частоты.

На выходе уровень несущей 2 Vpp на 50 Ом, означает 10 мВт (+10 дБм) несущей мощности. Пиковая мощность огибающей конечно в 4 раза больше: 40 мВт. (+16 дБм).

Блок питания

Вся схема питается от внешнего источника питания 12 В постоянного тока. например, стенная бородавка.Это имеет то преимущество, что на цепи нет опасного напряжения. доска. Питание постоянного тока подается на CN4, а D1 защищает цепь от полярности. инверсии. L4, C23 и C21-C25 образуют фильтр нижних частот, предотвращающий от RF через шнур питания. C24 используется в качестве локального накопителя энергии и позволяет избежать сильных импульсов тока. на линии питания.

U3, 78L05, генерирует напряжение питания 5 В для несущей генератор, который требует стандартного блока питания TTL, как и все 74HC ИС C-MOS.U4, 78L08, генерирует напряжение питания 10 В для аудиосистемы. усилитель звука. Поскольку 78L08 обычно генерирует 8 В, его выходное напряжение составляет увеличивается примерно на 2 В тремя диодами D2, D3 и D4.

Следует проявлять осторожность при выборе правильного источника питания для этого. схема. Все шумы, создаваемые источником питания, будут приходиться на модулятор. выход, поэтому следует избегать дешевых импульсных источников питания или потребуется дополнительная фильтрация перед CN4.Также хорошей идеей является установка синфазного ферритового дросселя на шнур питания постоянного тока.

Сборка схемы

Для этого проекта была разработана однослойная печатная плата. Используются только компоненты сквозных отверстий, так как эти компоненты массово присутствует во многих ящиках для мусора. Конечно, учитывая относительно низкую частоту РЧ, любой другой методы сборки тоже подойдут, но сборка печатной платы намного более легкая работа.Все разъемы напрямую припаяны к печатной плате и не имеют кабелей. необходим. Схема сборки видна на рисунке ниже. Щелкните, чтобы увеличить версию со всеми подробностями для чтения.

Счет за материалы.

Для тех, кто хочет сделать печатную плату, макет виден в рисунок ниже. Точные размеры 114,3 x 68,6 мм ² и это вид снизу (со стороны припоя).

Для тех, кто предпочитает профессионально производить печатную плату, я экспортировал файлы Gerber, готовые к отправке изготовителю. Пока я этим занимался, я включил все слои для двусторонней печатной платы, так как они часто стоит столько же, сколько односторонний … но на верхней стороне есть только один мост. Вы все равно можете решить использовать только одностороннюю печатную плату, сообщив своему изготовителю изготовить только нижний слой.

Файлы PCB Gerber можно скачать здесь: am-mod-pcb.zip (90 313 байт).

На картинке ниже показана плата в полностью собранном виде.

Несмотря на то, что можно подумать, глядя на картинку на начало этой страницы, модулятор должен быть установлен в металлический ящик для защиты и предотвращения захвата радио шум, генерируемый U2.

Тестирование цепи

Когда плата наконец собрана, подключим питание питания и включите питание. Как описано ранее, он должен использовать около 40 мА при 12 В. Давайте сначала проверим, работает ли осциллятор, подключив осциллографа к буферизированному выходу генератора (U2, вывод 9). Прямоугольный сигнал с уровнями TTL (от 0 до 5 В) на частота кристалла должна быть четко видна (10.368 МГц в этом случае). Этот сигнал виден на рисунке ниже (канал 3, розовый). Также можно было увидеть сигнал на усилителе генератора. выход (U2, контакт 10), но в этом случае низкая емкость высокая следует использовать пробник с сопротивлением (10x), чтобы избежать нагрузки на генераторная схема.

На этом же рисунке виден выходной сигнал платы. (без модуляции), где частота была разделена на 16 на U2 (в данном случае 648 кГц) и прямоугольная волна был отфильтрован до синусоидальной волны на выходе фильтр (Ch2, желтый).Выход должен быть подключен к нагрузке 50 Ом; многие осциллографы могут переключать свое входное сопротивление на 50 Ом, в противном случае необходимо использовать внешний резистор. Амплитуда составляет 2 Vpp (0,7 Vrms, +10 дБм), как и ожидалось.

Теперь давайте посмотрим на выходной спектр. Поскольку мощность низкая, выход можно напрямую подключить ко входу анализатора спектра без риска повредить его (большинство анализаторов спектра могут выдержать От +20 до +30 дБм).С другой стороны, вы можете активировать аттенюатор. (в данном случае 30 дБ), чтобы анализатор не насыщать и давать неточные результаты. Анализатор спектра уже имеет входное сопротивление 50 Ом, так что возиться с внешним нагрузка. Выходной спектр виден на рисунке ниже. Анализатор спектра согласен с предыдущим измерением. снятые с помощью осциллографа, и находит несущую мощность +10.8 дБм. Хорошо видны вторая и третья гармоники и их мощность составляет –26 дБмВт (2,5 мкВт, 36 дБ ниже несущей) и –50 дБм (10 нВт, 60 дБ ниже несущей). Эти уровни гармоник подходят для простого модулятора, который не предполагается использовать в качестве передатчика.

Теперь добавим модуляцию. Для этого к CN1 должен быть подключен проигрыватель компакт-дисков или MP3. и CN2. JP1 и JP2 устанавливаются в соответствии с требуемым сопротивлением. аудиоисточника.Осциллограф подключается к выход платы, нагруженный 50 Ом. Этот сигнал виден на рисунке ниже (канал 2, желтый). Для сравнения аудиосигнал измеряется как хорошо (Ch3, розовый) и воспользоваться дополнением цепи, это было измерено на U1: A, контакт 1. Модуляция AM хорошо видна.

Затем R8 необходимо отрегулировать до максимально возможного. коэффициент модуляции без клиппирования (искажения) сигнал.Нелегко найти наилучшую возможную регулировку, потому что CD-плееры имеют очень высокий динамический диапазон, и некоторые песни может давать очень высокие звуковые пики. Безопаснее настроить R8 на более низкий коэффициент модуляции: даже если коэффициент равен 70 или 80%, модулированный звук уровня будет достаточно, а для этого приложения мы не заботиться об энергоэффективности. Если модуляция настроена слишком низко, придется увеличьте громкость подключенного радио.

На рисунке ниже показана линейность этого модулятора.По горизонтальной оси (X) отложен модулированный радиочастотный сигнал при выход платы, по вертикали (Y) — аудио сигнал на выходе усилителя модуляции (U1: B, вывод 7). Симпатичная симметричная форма трапеции демонстрирует хорошую линейность. В противном случае две наклонные стороны были изогнутыми. При увеличении коэффициента модуляции трапеция становится треугольником (модуляция 100%) и треугольником плюс линия (сверхмодуляция). В этом случае коэффициент модуляции надежно ниже 100%.

Наконец, давайте посмотрим на боковые полосы с анализатор спектра. Выход платы подключен напрямую к спектру анализатора, центральная частота устанавливается в соответствии с несущей частота и диапазон установлен на 50 кГц. Приемник и пропускная способность видео устанавливаются как можно меньше (В данном случае 300 и 100 Гц соответственно) и дисплей установлен в режим удержания пикового значения, так как уменьшение пропускная способность резко замедляет работу анализатора, и накопить много разверток, чтобы увидеть окончательную форму.Итак, мера снимается за несколько минут, пока модулируя музыкой. Результат на рисунке ниже: виден носитель в центре и боковые полосы симметричны ему. Модуляция шире ожидаемых 9 кГц, потому что фильтры нижних частот в U1 имеют только общую затухание 20 дБ / декада, но опять же, этот спектр нормально, если он не предназначен для передачи.

Подключение модулятора к магнитоле

Прямое подключение антенны

Первое решение, о котором можно подумать, — это подключение вывод модулятора на антенный разъем магнитолы с подходящим аттенюатором. Но это решение может быть очень опасным, потому что старые радиостанции часто не имеют заземления и изоляции почти полвека может оказаться не таким эффективным, как следовало бы. Это может привести к поражению электрическим током. Существует риск наличия сетевого потенциала на шасси радиоприемника. Ситуация может быть еще хуже, потому что дешевые винтажные радиоприемники часто используют автотрансформатор вместо изолированного трансформатора и шасси физически подключено к одной из сетей переменного тока линейные провода.Это может быть очень опасно, поскольку потенциал сети также может добраться до нашего модулятора и MP3-плеера через антенну и аудио кабели. По этим причинам это решение не рекомендуется. Используй это только если вы знаете, что делаете и уверены в качество заземления вашего радио и, конечно же, на свой страх и риск.

С другой стороны, для более поздних радиостанций подключение RF выход модулятора на антенный вход приемника через подходящий аттенюатор — однозначно лучшее решение, а для по этой причине данное решение все равно обсуждается.Если учесть, что сила сигнала S9 (50 мкВ) представляет собой –73 дБм (на 50 Ом) и что мощность на выходе модулятора +10 дБм, имеем ослабить 83 дБ. Старые радиоприемники обычно имеют входное сопротивление 300 Ом, следовательно, сигнал S9 будет составлять –81 дБм, а аттенюатор должен убрать 91 дБ. Точное значение аттенюатора на самом деле не проблема, так как уровень сигнала будет компенсирован автоматическим регулированием усиления радио.Мы просто хотим избежать слишком сильного сигнала, который может ввести искажение и слишком слабый сигнал, вызывающий шум. Подойдет любой аттенюатор в диапазоне от 80 до 90 дБ. Тот, что показан на рисунке ниже, ослабляет 90 дБ, а также преобразует полное сопротивление с 50 Ом до 300 Ом.

Если кто-то хочет добавить дополнительную безопасность, аттенюатор может быть подключен к магнитоле через два конденсатора 10 нФ 1 кВ, в чтобы ограничить возможный сетевой ток переменного тока из-за плохой изоляции. Но в любом случае это решение не рекомендуется для подключения к старинному радио.

Индуктивная муфта

Более безопасный способ подключения модулятора к радио — через индуктивная связь: в этом случае нет прямого подключения к радиосвязи, и опасность поражения электрическим током в случае плохая радио изоляция.

Основная идея — подключить выход модулятора к катушке. и поместите эту катушку в непосредственной близости от настроенной антенны приемника. цепь, чтобы сделать трансформатор между двумя катушками.Деревянные радиоприемники обычно не экранированы (или очень плохо), поэтому катушка связи может быть вне радиоприемника, и нет связи или требуется модификация.

Самая простая катушка, которую можно построить, — это что-то вроде 8 витков тонкой заизолированный провод диаметром около 110 мм и подключите его напрямую к выходу модулятора через коаксиальный кабель. Размеры и геометрия катушки далеко не критичны. Затем нужно попытаться добиться наилучшего сцепления, перемещая катушку. положение и ориентация рядом с магнитолой.В зависимости от модели катушка может располагаться сзади, снизу или рядом с радио. Обычно схема антенного тюнера располагается в непосредственной близости от переключатель диапазона, если он есть на ресивере.

Более сложную катушку можно сделать с помощью ферритовой стержневой антенны, которая обычно встречаются в старых транзисторных радиоприемниках. Сделать резонансный контур и увеличить полезный сигнал несложно. Приятно то, что есть большие шансы, что в сломанной транзисторный радиоприемник откуда берется ферритовая антенна, есть переменный конденсатор, необходимый для резонанса в диапазоне МВ.В противном случае, как это было со стержнем на рисунке ниже, найти другой (переменный) конденсатор для работы. Конечно, номиналы конденсаторов зависят от типа стержня. антенна используется.

Перемещение катушки связи только на метр или около того от радио. заставляет сигнал полностью исчезнуть, показывая, что у нас действительно есть муфта «трансформаторного» типа и что ВЧ энергия не излучаемый катушкой связи в виде электромагнитного волна. Итак, теперь мы уверены, что это не передатчик, и что мы не излучает никаких сигналов в диапазоне MW.

Заключение

На этой странице показан простой модулятор AM для диапазона MW. описано. Это позволяет послушать размышления по старинным радиоприемникам, даже если местный передатчик выключен. Результаты были неплохими, и эту же схему можно использовать в качестве тестовый модулятор для ремонта АМ-приемников.

Модуляторы амплитуды

Elliott Sound Products

Модуляторы амплитуды

Авторские права © 2016 — Род Эллиотт (ESP)
Страница опубликована в августе 2016 г., обновлена в феврале 2017 г.

верхний

Основной индекс Указатель статей

Содержание

Введение

«AM» означает амплитудную модуляцию, первую систему, используемую для радиопередач.В то время как диапазон AM может считаться устаревшим для большинства людей, все еще существует интерес к приему AM, и, в частности, к возможности имитировать форму волны, которая подходит для тестирования схем демодулятора. Среди статей на сайте ESP есть информация в представленной статье об AM-детекторе с «бесконечным импедансом», который имеет гораздо меньшие искажения, чем простой диодный демодулятор, распространенный в большинстве приемников. См. Подробности в AM Radio.

Сложность состоит в том, что в большинстве симуляторов отсутствует возможность амплитудной модуляции в доступных источниках сигнала, поэтому возникает необходимость синтезировать подходящую форму волны.Те пакеты симуляторов, которые действительно включают возможность AM, обычно требуют, чтобы детали вводились в виде формулы, которую они могут включать или не включать в файлы справки. В сети есть несколько версий амплитудных модуляторов, но большинство из них совершенно не подходят для проведения тестов на искажения, потому что несущая AM имеет значительный компонент искажений.

В этой статье показано, как легко построить очень простую схему модулятора, имеющую искажения, близкие к нулю. Это упрощает сравнение различных методов обнаружения, потому что у вас есть хорошая отправная точка.Поначалу амплитудная модуляция кажется довольно простой, но экспериментатор быстро понимает, что изменить амплитуду сигнала, не создавая больших искажений, на самом деле очень сложно. Усилители, управляемые напряжением (VCA) — это очень специализированная область, и получение хорошей линейности — непростая задача. Это ограничение распространяется и на реальный мир, поэтому вы должны быть готовы к некоторой боли, если хотите построить схему AM-передатчика.

В передатчиках

AM на протяжении многих лет использовались различные методы, но первые из них были довольно простыми и довольно умными.Это особенно верно, когда понимаешь, что коммерческие AM-передачи начались в 1920 году, а до этого было всего несколько тестовых передач, и идея «вещания» на широкую аудиторию не рассматривалась. Ранние разработки были ужасно неэффективными, и требовался усилитель звука, который мог бы обеспечивать половину мощности самого передатчика (часто многие киловатты, поскольку радиовещание стало популярным). Это было серьезной проблемой в то время, когда клапаны были единственным вариантом, и они были очень примитивными по сравнению с тем, что мы считаем само собой разумеющимся сегодня.

Однако в этой статье не рассматриваются передатчики AM как таковые. Если вы хотите узнать о них больше, вам нужно будет провести собственное исследование. Цель здесь — описать методы, которые можно использовать для генерации сигнала в симуляторе, чтобы читатель мог лучше изучить различные детекторы, которые используются для демодуляции AM.

Во-первых, I – показывают упрощенный передатчик, а также обобщенную схему, которая, кажется, является основой большинства попыток моделирования.Для модулятора требуются два сигнала — сигнал несущей — обычно 455 кГц, чтобы соответствовать общей промежуточной частоте (ПЧ) большинства супергетеродинных приемников AM, и источник сигнала. Последний обычно представляет собой синусоидальную волну 1 кГц, но это может быть любая частота (или форма волны), которая вам нравится, но, конечно, она всегда будет в пределах нормальной полосы пропускания AM. Обычно это всего около 5 кГц, но может быть и до 10 кГц, если вы думаете, что частоты выше 5 кГц могут просто пройти через стадию ПЧ любого коммерческого приемника.

На самом деле, большинству сложно выйти далеко за пределы 3 кГц, но это в основном проблема приемника, а не технологии передатчика. Однако существуют ограничения, установленные различными регулирующими органами во всем мире на то, какую полосу пропускания может занимать AM-передатчик, что ограничивает максимальную частоту, которая может использоваться для модуляции. Частотный интервал между различными широковещательными передачами обычно составляет 9 кГц, хотя в некоторых регионах обычно 10 кГц. Поскольку есть две боковые полосы (по одной с каждой стороны несущей), и они напрямую связаны с частотой модуляции, практический предел составляет около 4.От 5 до 5 кГц. (Проблема боковых полос обсуждается ниже.)

Хотя я буду просто называть модулированный сигнал «AM», его полное название — DSBFC — Double Sideband Full Carrier. Это стандартная схема модуляции, используемая для широковещательной передачи AM. Если вы ищете информацию о SSB (одинарная боковая полоса) или DSBSC (двойная боковая полоса подавленной несущей) или других системах модуляции, эта статья вам не сильно поможет, но в результате вы можете получить несколько идей. Кстати, это намек.

2 — Принципы AM

Прежде чем мы попытаемся разработать схему, подходящую для тестирования на симуляторе, полезно понять основные принципы, которые используются.Первое требование — это несущая — частота, на которой радиостанция транслирует свой программный материал. Каждая радиостанция имеет частоту, выделенную соответствующим органом власти, и ее необходимо очень точно контролировать. Правительства обычно взимают лицензионный сбор за каждую частоту, и они жестко контролируются. Несанкционированное использование любой частоты обычно считается серьезным нарушением, поэтому я отговариваю кого-либо создавать собственную радиостанцию для развлечения. Большинство радиостанций продают рекламу, чтобы оплатить свои расходы (и, надеюсь, получить прибыль), но в некоторых случаях правительство само предоставляет услуги вещания (которые могут включать или не включать пропаганду, в зависимости от правительства).

Некоторые читатели постарше помнят «пиратские» (незаконные в глазах правительства Великобритании) радиостанции, которые работали с небольших кораблей у побережья Великобритания в 1960-е годы. Это должно было бросить вызов монополии британского правительства на всех радиопередач в то время. Коммерческие лицензии с тех пор стали доступны, но в то время их не существовало. Некоторые (обычно «портативные») пиратские станции все еще работают в Великобритании, но редко встречаются в большинстве других регионов.

Настоящий передатчик — это довольно сложный комплект.Учитывая, что типичные радиостанции AM работают на мощности 10-50 кВт, они на самом деле довольно устрашающие звери, даже если не учитывать «шоковых спортсменов», которые взрывают радиоволны своим купоросом. В современных системах используются передовые методы для максимального повышения эффективности на всех уровнях, но более традиционные модуляторы просто используют очень большой усилитель мощности ВЧ и модулируют подачу постоянного тока на выходной каскад ВЧ. Передатчику мощностью 10 кВт необходим аудиоусилитель мощностью 5 кВт, что является серьезной проблемой на заре развития электроники.Ниже показана упрощенная версия, которая дает представление о процессе.

Аудиопреобразователь, используемый в моделировании, имеет соотношение 1: 1, а ВЧ трансформатор имеет соотношение 1 + 1: 1, то есть все три обмотки одинаковы. В действительности низкое напряжение от передатчика обычно повышается до более высокого напряжения, чтобы обеспечить большую мощность антенны. Здесь это сделано не для простоты. Вторичная обмотка T2 образует резонансный контур с C2 и настроена на частоту передатчика (1 МГц).Нагрузка на антенну составляет 50 Ом, а настроенная схема рассчитана на добротность 10. Настоящий передатчик будет использовать более сложные фильтры, а также будет включать настройку антенны.

Рисунок 1 — Упрощенный AM-передатчик с модуляцией высокого уровня

Возбудитель (представленный V2 и инвертором) генерирует несущую частоту RF, а в реальном передатчике возбудитель будет синхронизирован с кристаллом и будет тщательно контролироваться, чтобы гарантировать, что он остается на заданной частоте. В ранних системах это, как правило, было разумным копированием синусоиды, но теперь во многих системах используется переключение (включая Класс-C, Класс-D и Класс-E), а также несколько ВЧ-усилителей, которые включаются и выключаются из цепи на основе мгновенный спрос.Однако перед тем, как он достигнет антенны, модулированный сигнал будет подвергаться обширной фильтрации, чтобы гарантировать, что форма сигнала несущей будет чистой, без значительных гармоник, кроме боковых полос.

Модулированная несущая также показана выше для 3 циклов звука с частотой 1 кГц. Несущая находится на такой высокой частоте, что выглядит как сплошной цветной блок, но это непрерывно меняющийся сигнал с частотой 1 МГц. Следующий рисунок должен помочь …

Рисунок 2 — Расширенный вид амплитудной модуляции

В приведенном выше примере вы можете увидеть, как выглядит форма волны, если несущая частота снижена до 10 кГц, чтобы можно было отчетливо увидеть модуляцию.Это не видно ни на одном из других чертежей, потому что все моделирование было выполнено с использованием несущей 1 МГц. Огибающая модуляции 1 кГц хорошо видна (показана красным), но, конечно, она не будет гладкой, потому что несущая частота слишком мала, чтобы быть полезной. Обратите внимание, что фаза , фаза несущей остается постоянной, и это важный фактор для AM. Другие схемы модуляции могут выглядеть внешне похожими, но фаза несущей меняется на противоположную, когда модуляция проходит через ноль.

Система модуляции, показанная на рисунке 1, является «высокоуровневой», что означает, что требуется значительная мощность звука, и получается, что вам необходимо обеспечить 50% мощности несущей в качестве звукового сигнала для достижения 100% модуляции. Однако на самом деле 100% отрицательная модуляция никогда не используется , потому что при превышении (даже на мгновение) она создает помехи (так называемые «брызги» — частоты, кратные несущей для двухтактного передатчика). Отрицательная перемодуляция также искажает форму звуковой волны, поэтому всегда будет «коэффициент безопасности» около 10%, чтобы предотвратить уменьшение несущей до нуля.Однако положительная модуляция может достигать 150% (иногда больше), и переключение фазы звука часто используется для обеспечения фазировки самых высоких пиков обычно асимметричных аудиосигналов для обеспечения положительной модуляции. В моей модели мощность звука составляет 4,6 Вт, потому что несущая не полностью модулирована. Как показано, модуляция составляет 71,4%.

Чтобы определить индекс модуляции ( м , иногда обозначаемый как µ), вы измеряете минимальную и максимальную амплитуду модулированного сигнала.Поскольку форма сигнала, показанная на рисунке 1, изменяется от максимального 120 В размах до минимума 20 В размах, индекс модуляции ( м ) составляет …

м = (Vmax — Vmin) / (Vmax + Vmin)
м = (120-20) / (120 + 20) = 0,714 = 71,4%

V1 — это синусоидальный генератор с частотой 1 кГц, с пиковым напряжением 20 В (14,4 В RMS), с вторичной обмоткой трансформатора 1: 1, включенной последовательно с источником постоянного тока. Генератор синусоидальных сигналов заменен звуковым усилителем для модулированных передатчиков высокого уровня.Напряжение на центральном ответвлении ВЧ-трансформатора в этом случае варьируется от 10 В до 50 В, что составляет 30 В с модуляцией ± 20 В. Мощность антенны 17Вт. Сможете ли вы построить это и будет ли это работать? Да, но многого не хватает, и я бы никогда не рекомендовал это.

Использование модуляции высокого уровня было единственным жизнеспособным вариантом на заре развития радио (также известного как «беспроводной»), потому что было нелегко сделать большой усилитель для начала, но он сделал его практически без искажений (или «линейным»). в то время это было невозможно.Недостаток описан выше — передатчику мощностью 10 кВт необходим усилитель звука на 5 кВт. Альтернативой является модуляция несущей на низком уровне, а затем увеличение мощности с помощью линейного усилителя, имеющего очень низкие искажения.

Вы можете задаться вопросом, почему радиочастотные искажения важны для радиопередатчика, но если вы вспомните по звуку, искажение означает, что вы генерируете гармоники — частоты, которых раньше не было. Если у вас есть передатчик на 1 МГц, который имеет искажения, тогда будут гармоники на 2 МГц, 3 МГц, 4 МГц и так далее (плюс боковые полосы, генерируемые с помощью амплитудной модуляции), и они вызывают проблемы для других радиостанций и мешают приему.Это особенно важно, когда вы передаете с высокой мощностью, потому что продукты искажения будут на уровнях, равных (или, возможно, выше) многих законных передатчиков малой мощности, которые работают на затронутых частотах.

Чтобы представить уровни мощности передатчика в перспективе, примите во внимание, что для выходной мощности передатчика 10 кВт (только несущая) напряжение, подаваемое на антенну (50 Ом), составляет 707 В RMS при токе 14 А. Это на используемой радиочастоте, которая будет находиться в диапазоне от 526,5 до 1606.5 кГц в Австралии и аналогичный для средневолнового AM-вещания в других местах. Если это звучит немного пугающе, рассчитайте напряжение и ток для 50 кВт (совсем не редкость для AM-вещателей). Конечно, есть и передатчики меньшего размера, но идею вы поняли.

Многие современные передатчики используют модуляцию низкого уровня, и здесь это подробно не рассматривается. Есть некоторые важные отличия (особенно с чрезмерной модуляцией — но это все еще нет-нет), а низкоуровневая модуляция обычно включает использование умножителя, где аудиосигналы и сигналы несущей подаются на ИС линейного умножителя, обеспечивая амплитуду модулированный выход.Аналоговые VCA (усилители, управляемые напряжением) являются примером простых умножителей. Линейность важна как для радиосигналов, так и для аудиосигналов.

В оставшейся части этой статьи мы сосредоточимся на схемах, которые подходят для моделирования, чтобы можно было оценить детекторы. Для этого нам нужен очень низкий уровень искажений, чтобы можно было измерить характеристики демодулятора с некоторой степенью уверенности в том, что измеренные искажения исходят исключительно от детектора, а не от источника модуляции.

2 — AM — Метод 1

Первый показанный метод основан на методе, который используется во многих моделированиях, которые вы увидите в сети, и использует транзистор для модуляции несущей звуковой волны. Существуют простые и сложные версии, но в большинстве из них отсутствует одна важная область — нет настроенной схемы для создания разумно неискаженной несущей волны. Это делает любую дальнейшую обработку намного менее точной, потому что в результате никогда не будет «правильной» двухполосной формы сигнала AM.Самая большая проблема — это искажение формы сигнала, обычно как несущей , так и модулирующего сигнала. На чертеже напряжения, показанные для двух генераторов, равны пиковым значениям , поэтому несущая 1 МГц составляет 7,07 мВ RMS, а модулирующее напряжение 1 кГц составляет 3,54 В RMS.

Несмотря на внешний вид, эта схема не будет работать как модулятор, подходящий для передачи звука на AM-приемник. Он предназначен для использования в симуляторе. Основная идея может быть адаптирована как «настоящий» маломощный передатчик, но, учитывая его высокие искажения и, как правило, низкую производительность, не стоит тратить время на это.

Рисунок 3 — Простой транзисторный модулятор

В сети существует бесчисленное количество версий этой схемы, но только одна из них упомянута ниже. Некоторые из них (немного) более продвинутые, некоторые неполные и все демонстрируют высокие искажения. Это, конечно, просто, но результатов недостаточно, чтобы проверить детектор на линейность с помощью симулятора. Напряжения показаны, чтобы вы могли проверить свою симуляцию, и вам может потребоваться изменить R1, чтобы получить оптимальное напряжение коллектора. Обратите внимание, что верхняя частота модуляции составляет 338 Гц (-3 дБ), установленная R4 и C2.

Существуют также демонстрационные схемы, в которых используется диод, но метод только дает приемлемую форму сигнала AM, если включена настроенная схема — диодный модулятор без него бесполезен. Добавить простую настроенную схему достаточно легко, и показанная выше подходит для выходного сопротивления 1 кОм, чтобы получить приемлемый фильтр Q. Диодные модуляторы также страдают от сильных искажений аудиосигнала, а также от искажений несущей. Их недостаточно для моделирования и тестирования демодуляторов.

Схема транзистора работает, потому что коэффициент усиления Q1 изменяется по мере изменения тока его эмиттера, вызванного звуковой волной, появляющейся на эмиттере. Амплитуда сигнала несущей модулируется нелинейностью транзистора. Однако схема — смоделированная или построенная из реальных частей — имеет плохие характеристики искажения, поэтому искажаются как звуковые, так и радиочастотные сигналы. Если выполнить БПФ (быстрое преобразование Фурье) сигнала, будет бесчисленное количество гармоник, и это не совсем жизнеспособный вариант, если вам нужна хорошая чистая форма сигнала AM.Очевидно, бессмысленно пытаться определить искажение от детектора, если форма звуковой волны уже искажена. Настроенная схема не является обязательной и описана ниже.

Рисунок 4 — Формы сигналов транзисторного модулятора (без настройки схемы)

На рисунке а) показана форма волны на коллекторе Q1. Несущая РЧ 1 МГц находится на низком уровне и проявляется только в виде «нечеткого сигнала» в звуковом сигнале, причем его амплитуда изменяется в течение звукового цикла. C3 и R5 используются для фильтрации низкочастотного (звукового) компонента, поэтому на выход проходит только RF.Выход AM показан в b), и вы можете видеть, что он искажен — обратите внимание, что это без настроенной схемы. Искажения небольшие, но модулированная форма волны не так чиста, как должна быть. В частности, обратите внимание, что положительный и отрицательный пики немного смещены. На самом деле это не имеет значения, потому что обычно обнаруживается только одна боковая полоса, но она все равно демонстрирует несовершенную модуляцию.

Недостающим звеном является настроенная схема (полосовой фильтр), и когда это добавлено, форма волны RF улучшается (значительно улучшается симметрия огибающей RF), но она все еще далека от идеала.Хотя настроенная схема делает РЧ-сигнал намного чище, это не помогает аудиокомпоненту, поэтому искажение после обнаружения не будет таким низким, как вам нужно, чтобы иметь возможность точно измерить результаты детектора, с которым вы работаете. .

Чтобы включить настроенную (резонансную или «резервуарную») схему, вы добавляете конденсатор и катушку индуктивности со значениями, выбранными в соответствии с несущей частотой. В показанном примере у нас есть несущая 1 МГц, а выходное сопротивление схемы составляет 1 кОм (определяется R5, хотя на самом деле это 909 Ом для RF).Схема будет иметь приемлемую добротность (добротность), если реактивное сопротивление C4 и L1 составляет около 100 Ом (номинальная добротность 10 при импедансе источника 1 кОм). Индуктивность и емкость рассчитываются по …

L = XL / (2π × f _o)
C = 1 / (2π × f _o × XC)
f _o = 1 / (2π × √ L × C)
Где L — индуктивность, C — емкость, XL — индуктивное сопротивление, XC — емкостное сопротивление, fo — резонансная частота.

Значения 1.59 нФ и 15,9 мкГн достаточно близки к 1 МГц (на самом деле 1.00097 МГц, но небольшая ошибка не имеет значения). Спектр формы сигнала с настроенной схемой показан ниже. Для идеальной формы сигнала AM должны быть боковые полосы на 999 кГц и 1,001 МГц (ровно на 1 кГц от несущей), а наличие дополнительных боковых полос показывает, что форма звуковой волны искажена.

Рисунок 5 — Спектр модулятора на Рисунке 3 с настроенной схемой

Как видите, существует много боковых полос, все с частотой, кратной 1 кГц.Это показывает нам, что сигнал частотой 1 кГц имеет вторую, третью, четвертую, пятую (и т. Д.) Гармоники, создаваемые искажением формы сигнала AF. Если вы хотите оценить детектор, это явно недопустимо. Верхняя и нижняя боковые полосы (USB и LSB) должны стоять отдельно от несущей. Все остальное — искажение аудиосигнала. Как видите, компоненты искажения значительны до 4-й гармоники (4 кГц). Кроме того, они более чем на 60 дБ ниже несущей, поэтому они не являются проблемой — для сигнала 1 кГц.На более высоких частотах модуляции гармоники представляют большую проблему, поскольку допустимая ширина полосы AM-канала может быть легко превышена.

Один из способов моделирования достаточно хорошего амплитудного модулятора — это включение подсхемы полного VCA с низким уровнем искажений (усилителя, управляемого напряжением), но это серьезное мероприятие. Если модели для одного еще нет, вам нужно найти схему для коммерческого чипа VCA или спроектировать его самостоятельно и построить полную модель в вашем пакете симулятора.Если вы используете бесплатную версию, вы можете обнаружить, что в окончательной схеме слишком много частей, и вы не сможете провести анализ.

Существуют и другие методы, используемые для моделирования, некоторые из которых работают достаточно хорошо, а другие в значительной степени бессмысленны, и очевидно, что это не так просто, как может показаться на первый взгляд. Существуют вариации схемы передатчика, показанной на рисунке 1, и хотя она работает хорошо, она все еще не идеальна. Если настроенная схема (также называемая «баковой» схемой на языке RF) опущена, результаты будут плохими, и неизбежно будет некоторая степень искажения звука, если вы не построите сложную и точную модель «реальной» схемы передатчика.

В этом отношении схема, показанная на рис. 1, несколько лучше (на самом деле, , лот лучше), чем вы можете себе представить, но она добавляет сложности моделированию.

3 — Модуляторы Perfect

Все модуляторы несовершенны, некоторые больше, чем другие. Используя симулятор, вам может потребоваться максимально приблизиться к совершенству, чтобы детекторы можно было смоделировать для определения характеристик искажения (например). Последнее, что вам понадобится, это модулятор, который создает такие сильные искажения, что конечный результат невозможно определить.Имея это в виду, вы можете получить идеальную форму сигнала с амплитудной модуляцией. Любое измеренное искажение связано с детектором, так как вы можете быть уверены в безупречной форме радиочастотного сигнала.

Конечно, настоящие передатчики AM также несовершенны, но ни один коммерческий оператор не будет использовать модулятор, который не может работать лучше, чем 1% THD, причем большинство (вероятно) лучше. Получить полезную информацию не всегда просто.

3.1 — «Совершенный» амплитудный модулятор №1

На самом деле в приведенном выше описании боковых полос есть небольшая подсказка, которая может дать вам ключ к пониманию того, как вы можете создать идеальную модулированную форму волны несущей.Идеальный AM-спектр показывает несущую, а также верхнюю и нижнюю боковые полосы, разнесенные на звуковой частоте. Итак, если вы используете три источника напряжения и просто просуммируете их выходы, это сработает? Короткий ответ (и единственный, о котором нам нужно беспокоиться) — «да».

В моделировании добавьте источник сигнала с амплитудой (скажем) 2 В, как показано, установлен для синусоидального выхода на частоте 1 МГц или другой частоты по выбору (например, 455 кГц, промежуточная частота большинства типичных приемников AM). Если вам нужна модуляция 1 кГц, добавьте еще два генератора, каждый с напряжением 800 мВ, при этом один установлен на 1 кГц ниже несущей (т.е.е. 999 кГц), а другой — на 1 кГц выше несущей (т.е. 1,001 МГц). Суммируйте 3 генератора, используя резисторы 1 кОм, как показано. Добавьте резистор (R4), чтобы вы могли изменять общий уровень без изменения значений трех генераторов. Это создает сигнал AM с модуляцией 80%, который является — или должен быть — идеальным во всех отношениях (зависит от симулятора). Если вам нужна только 50% модуляция, установите генераторы боковой полосы на выход 500 мВ. Может быть произведена модуляция любой глубины, и любая звуковая частота может быть синтезирована путем изменения частотных интервалов двух генераторов боковой полосы.

Рисунок 6 — «Идеальный» амплитудный модулятор и форма выходного сигнала №1

Да, это действительно так просто. Все напряжения, указанные для генераторов, являются пиковыми, поэтому разделите их на 1,414, чтобы получить среднеквадратичное значение. Все три генератора настроены на фазу 0 ° — сдвиг фазы ни на одном из трех генераторов не требуется. Вы можете получить звуковую синусоиду (после обнаружения), которая почти полностью свободна от искажений … для детектора (идеальный )). Теперь вы можете протестировать любой детектор, который вам нравится, и можете быть уверены, что нет искажений от вашего РЧ-источника, поэтому любое измеренное искажение связано с детектором, с которым вы экспериментируете.Это исключает возможность догадок при моделировании и является очень простым способом создания AM. Как показано выше, уровень RF составляет 285 мВ RMS с R4, установленным на 390 Ом.

Этот механизм должен работать с любой версией Spice, независимо от типа или цены. Для этого не требуется никаких «специальных» методов, только три генератора и резисторы смешения. Хотя некоторые версии Spice позволяют создавать различные типы модуляции, для этого обычно требуется, чтобы вы предоставили «генератор» подходящей формулы, и нет гарантии, что используемая версия позволит вам вставить формулу.

Этот модулятор не включает БПФ просто потому, что это довольно скучно. Все, что присутствует (за исключением нескольких артефактов моделирования на уровне около 98 дБ ниже несущей), — это несущая, нижняя боковая полоса и верхняя боковая полоса на точных уровнях, которые использовались для трех генераторов. Степень «совершенства» формы волны полностью зависит от используемого вами симулятора, и хотя компоненты практически нулевые, это не обязательно означает, что симулятор, который вы используете, обеспечит идеальный звуковой результат.Это зависит от разрешения симулятора и от того, как он настроен.

Когда вы настраиваете симуляцию для обработки RF + AF, если возможно, вам нужно установить максимальный «временной шаг» на очень маленькое значение. Для несущей 1 МГц вам понадобится минимум от 50 до 100 выборок для каждого цикла, чтобы получить хороший результат. Я предлагаю максимальный временной шаг от 10 до 20 нс. Это делает моделирование довольно медленным, и в во многих случаях вы можете предпочесть использовать более низкую частоту модуляции, чтобы моделирование не занимало слишком много времени.Это ограничение не относится к «идеальным» модулятор — он применяется для всех симуляций , которые включают RF и аудио.

Обратите внимание, что этот процесс почти идентичен использованию идеального умножителя (который используется для низкоуровневой модуляции), а отрицательная сверхмодуляция не приводит к исчезновению несущей. Вместо этого он меняет фазу и производит небольшой «удар», где в противном случае несущая была бы уменьшена до нуля. Однако он по-прежнему искажает форму аудиосигнала, поэтому необходимо отрегулировать относительные уровни несущей и боковых полос, чтобы индекс модуляции никогда не превышал единицу (100% модуляция).

3.2 — «Идеальный» амплитудный модулятор №2

Второй способ создать идеальный модулятор — использовать «Произвольный источник» симулятора. Это то, что называется в SIMetrix, но в других симуляторах есть что-то похожее, что вы можете использовать. Когда он определен, вам нужно только указать, что вывод получен из «Input1», умноженного на «Input 2». Я не знаю конкретного имени или синтаксиса для других симуляторов, но для SIMetrix это …

V (In1) × V (In2) Примечание: пробелы добавлены для ясности — формула может не работать в некоторых симуляторах, если пробелы включены.

Это создает два входа с именами «in1» и «in2», где «V» указывает, что входы являются напряжениями. Выход — это произведение двух входов, то есть двух входных напряжений, умноженных друг на друга. Напряжение смещения имеет важное значение, поскольку оно устанавливает уровень несущей. В показанном случае при наличии только смещения 2 В и пиковой несущей 2 В (немодулированная несущая) пиковая амплитуда составляет 4 В (2 В постоянного тока, умноженные на пик несущей 2 В).

Рисунок 7 — «Идеальный» амплитудный модулятор и форма выходного сигнала №2

Несмотря на ваши ожидания (и мои, я должен признать), форма волны не такая чистая, как в ‘Ideal # 1’, но на значительно лучше, чем все, что вы получите, пытаясь использовать простые схемы, такие как показанные схемы на рисунках 1 и 3.Несовершенства являются артефактами моделирования и (вероятно) вызваны выборкой. При более чем на 90 дБ ниже уровня несущей вполне безопасно игнорировать любые артефакты, которые вы можете увидеть на выходе.

С такой компоновкой намного проще экспериментировать с различными частотами или формами сигналов, потому что модулирующая форма волны является просто источником сигнала. Не нужно возиться с боковыми полосами и уровнями. Пиковый выходной уровень точно такой, как указано в формуле, то есть 3,6 × 2 = 7.2 вольта. (3,6 — это сумма сигнала смещения 2 В и максимальной амплитуды модуляции 1,6 В.) Минимальный пик (максимальная отрицательная модуляция) составляет 800 мВ.

Важно, чтобы форма модулирующего сигнала никогда не превышала напряжение смещения, так как это вызовет перемодуляцию. Однако это , а не , как у настоящего AM-передатчика, поэтому его нельзя использовать для имитации «брызг» — широкополосных сигналов, создаваемых чрезмерно управляемым AM-передатчиком. Умножитель — это так называемый «4-квадрантный» тип, и он может создавать отрицательные выходные напряжения, чего не может передатчик.Если сигнал модуляции поддерживается ниже пикового уровня 1,8 В (1,27 В RMS) с указанными значениями, модуляция очень близка к идеальной (т. Е. «Идеальной»).

Есть несколько способов изменить выходной уровень. Один из них — использовать имитируемый потенциометр (горшок), или выход можно масштабировать в рамках формулы для произвольной функции. Например, если вы используете следующее …

(В (In1) × V (In2)) / 10

Выход — это просто произведение двух входов, деленное на 10.Это даст максимальный выходной уровень 720 мВ. Для большинства радиочастотных симуляций напряжение обычно будет довольно низким, и его легче масштабировать в произвольной функции, чем возиться с уровнями генератора, хотя при желании можно также использовать делитель напряжения. Как и в случае с большинством функций в симуляторе, входное сопротивление генератора произвольных функций бесконечно, а выходное сопротивление равно нулю.

4 — Практический амплитудный модулятор

Если вы хотите построить амплитудный модулятор, вы можете использовать один из методов, показанных ранее, но гораздо проще использовать специализированную ИС, которая выполняет большую часть тяжелой работы.MC1496 — это сбалансированный модулятор / демодулятор, а IC существует почти всегда (хорошо, это может быть небольшим преувеличением). Они доступны в пакетах DIP и SOIC (сквозные и SMD соответственно) и обычно стоят менее 2,00 австралийских долларов от большинства основных поставщиков. Подходящий модулятор показан ниже, адаптированный из таблицы данных MC1496. В идеале C3 и C4 должны быть многослойными керамическими конденсаторами для хороших ВЧ характеристик, а входящие источники питания также должны быть обойдены с помощью электролитических конденсаторов 10–100 мкФ (не показаны).

Рисунок 8 — Амплитудный модулятор MC1496

Показанная схема в значительной степени «как есть» из таблицы данных, и ее необходимо оптимизировать, чтобы гарантировать, что входные уровни находятся в пределах необходимого диапазона. В таблице данных есть несколько схем приложений, в том числе одна, использующая один источник питания 12 В, что может быть более удобным. Поскольку ИС хорошо известна и производилась в течение многих лет, вы сможете найти любое количество подходящих законченных схем, которые позволят вам создать маломощный AM-передатчик, который можно использовать для вашего собственного местного вещания.Имейте в виду, что в большинстве стран это будет незаконным, если выходная мощность не будет ограничена максимум несколькими милливаттами.

Уровни RF (несущей) и AF (модуляции звука) должны быть в пределах максимальных значений, с которыми может справиться IC, в противном случае выходной сигнал будет искажен. Обратите внимание, что вход модуляции имеет низкое входное сопротивление или , установленное R6, и составляет 51 Ом, как показано. Входной резистор обычно необходим для снижения уровня сигнала максимум до нескольких милливольт — предлагается начальное значение около 1 кОм.Это обеспечит 100 мВ на ИС при входном напряжении около 2,5 В RMS. Уровень RF должен быть около 300 мВ RMS (согласно таблице данных). Выходной уровень будет очень маленьким без дополнительного усиления — ожидайте не более 500 мкВ пика между + Out и -Out.

Уровни AF и RF необходимо устанавливать осторожно, используя осциллограф и (в идеале) частотный анализатор. Последний представляет собой довольно серьезный комплект, но функции БПФ цифрового осциллографа, вероятно, будет достаточно для базовых тестов.Выход контролируется с помощью AM-радио. Вам, вероятно, потребуется включить (очень) небольшой «усилитель мощности» для питания антенны, который должен включать в себя широко настроенную схему, если вам нужно настроить несущую частоту, или фильтр с высокой добротностью для фиксированной частоты.

Выбор подходящей несущей частоты зависит от того, насколько загружен диапазон AM в вашем районе. Вам нужно найти частоту, которая не используется, и в идеале она отделена не менее 18 кГц от соседних AM-трансляций. Так как немногие AM-радиоприемники имеют частоту отклика выше 5 кГц, вы можете найти полезным ограничить верхнюю часть аудиовхода.Все, что превышает 9 кГц, обычно теряется.

Рисунок 8A — Дискретный амплитудный модулятор

Выше показан дискретный модулятор. Здесь используется ячейка Гилберта, которая является основой для аналоговых умножителей, включая MC1496, показанный выше. Настроенная схема рассчитана на частоту 1 МГц, а с подключенным параллельно резистором 1 кОм она имеет добротность 10. Оба L1 и C3 имеют реактивное сопротивление 100 Ом на частоте 1 МГц. Можно ожидать, что дискретный модулятор, вероятно, будет не так хорош, как специализированная ИС модулятора, но (по крайней мере, при моделировании) он работает хорошо.

5 — Обнаружение AM

Основная причина использования симулятора для генерации сигнала AM состоит в том, чтобы можно было экспериментировать с детекторами (демодуляторами). Поэтому стоит вкратце изучить «обнаружение» — восстановление исходной частоты модуляции звука. У вас почти наверняка будет предпочтительная схема или что-то, с чем вы хотите поэкспериментировать, но мы можем начать с простого примера. Существует много различных типов AM-детекторов, в том числе детектор с бесконечным импедансом, описанный в статье High Fidelity AM Reception.В этом упражнении будет рассмотрен только простой диодный детектор.

Этот тип детекторов был одним из самых первых, которые использовались для обнаружения РЧ, и хотя были и другие, более ранние детекторы, они не были линейными и часто были нечувствительными. Выбрав точку на поверхности природного полупроводника (обычно кристалла галенита (сульфида свинца)), можно было слушать AM через наушники. Поиск оптимальной точки на кристалле осуществлялся с помощью так называемого «кошачьего уса» — тонкого отрезка проволоки в специальном держателе, который позволял слушателю находить точку на поверхности кристалла, дающую наилучший сигнал.Это было известно как «набор кристаллов», и они прекрасно работают и по сей день с некоторой осторожностью. За «кристаллами» последовали ламповые диоды, затем германиевые диоды, а теперь и диоды Шоттки. Если вы можете их получить, германиевые диоды по-прежнему будут хорошим выбором.

На схеме ниже показан простой детектор Шоттки с прямым смещением 800 мВ, применяемым для улучшения линейности. Настроенная схема и антенна показаны для полноты картины, но обычно не включаются в моделирование.Обратите внимание, что C2 важен, если источник (ваш модулятор) связан по постоянному току. Если вы не укажете C2, диодный детектор не будет иметь прямого смещения, а это значительно увеличит искажения. Анод D1 должен иметь обратный путь постоянного тока , иначе он вообще не будет работать.

Рисунок 9 — Диодный AM-детектор / демодулятор

У всех диодных детекторов есть хорошо известная проблема, а именно искажение, вызванное напряжением проводимости диода. Для обычных малосигнальных кремниевых диодов это 650 мВ, а для германия около 200 мВ или меньше.Диоды Шоттки варьируются от 150 мВ до 450 мВ, в зависимости от их предназначения. При низких уровнях радиосигнала диод может вообще не проводить, поэтому (почти) ничего не будет слышно на выходе. Это можно преодолеть (по крайней мере, до некоторой степени), применив прямое смещение, чтобы отменить прямое напряжение на диоде. Это показано на приведенной выше схеме. Обычно трудно добиться искажения менее 1% с помощью наиболее распространенных схем демодулятора.

При тестировании с использованием выхода идеального модулятора (рисунок 6) при уровне радиочастотного сигнала 285 мВ RMS и 80% модуляции искажение в показанной схеме равно 1.6% на уровне 180 мВ RMS. Диод типа Шоттки, напряжение смещения 800 мВ. Не все искажения вызваны диодом, так как некоторая часть ВЧ несущей все еще присутствует. Как вы можете видеть, существует также постоянное напряжение, среднее значение которого пропорционально амплитуде ВЧ сигнала. Также имеется фиксированное смещение из-за напряжения смещения диода.

Для любого диодного детектора важна постоянная времени (C3 + C4 и R5 на рисунке выше). Если емкость слишком велика или сопротивление слишком велико, конденсатор не сможет разрядиться достаточно быстро, чтобы следовать форме волны переменного тока (модуляции), что приведет к значительному увеличению искажений на отрицательно идущих частях аудиосигнала.По этой теме доступно много информации, и здесь она не является частью анализа. Для записи показанные значения обеспечат приемлемую фильтрацию с приемлемо низким уровнем искажений до 5 кГц.

В большинстве радиоприемников средний уровень постоянного тока используется для активации АРУ схемы (автоматической регулировки усиления). Это сделано для того, чтобы амплитуда промежуточной частоты на входе детектора оставалась достаточно постоянной при настройке различных станций, чтобы уровень звука оставался достаточно стабильным.Без АРУ уровень звука полностью зависит от силы принимаемого сигнала. Постоянный ток должен быть удален из аудиосигнала перед подачей на каскад аудиоусилителя, и это делается просто с помощью разделительного конденсатора.

Идеальный детектор будет идеально полуволной выпрямлять огибающую RF, так что форма звуковой волны сохраняется нетронутой. Не имеет значения, демодулируются ли положительные или отрицательные полупериоды, поскольку в обоих присутствует одна и та же аудиоинформация.Затем РЧ-составляющая удаляется с помощью фильтра нижних частот, оставляя только звук и уровень постоянного тока, который зависит от РЧ-амплитуды. Постоянный ток легко снимается с помощью конденсатора, оставляя только звук, который, будем надеяться, будет точной копией сигнала, используемого для модуляции передатчика. Хотя концепция проста в теории, ее очень трудно реализовать на практике, и существует множество различных решений (включая применение прямого смещения, как показано выше).

Существует много различных типов AM-детекторов, поэтому, если вы хотите узнать больше, поиск в Интернете предоставит вам бесконечные часы чтения.

Заключение

Описанный здесь метод получения «идеальной» формы сигнала AM практически неизвестен. Я видел одну косвенную ссылку на метод (которая говорила студентам «подумать об этом»), но подробностей не было в тексте (и я не могу найти ее снова, иначе она будет включена в ссылки) . Если подумать, это становится очевидным и почти наверняка вызовет крики «почему я не подумал об этом» от многих людей, которые это читают.Когда я увидел краткую ссылку, упомянутую выше, это, безусловно, была моя реакция.

Идея мультипликатора возникла из-за того, что не разобрались с деталями другого проекта. Я сомневаюсь, что SIMetrix — единственный симулятор, предлагающий произвольную функцию, которая может быть «определена пользователем», и немного озадачивает то, что во время моего первоначального исследования не было найдено упоминания об этом методе. После написания этой статьи и более подробного поиска я наткнулся на несколько сообщений на форуме и некоторые академические работы, в которых предлагалось использовать «специальные» функции симулятора, но не нашел конкретной информации.

В целом, это интересное упражнение, даже если вас не интересует чушь, которую обычно слышат по AM-радио. Я, безусловно, многому научился, когда готовил статью и запускал моделирование, чтобы можно было продемонстрировать формы сигналов. Я давно не делал ничего серьезного с AM, и смотреть на некоторые предложения в сети довольно удручающе. Во многих случаях учащийся узнает все об AM, кроме запуска заранее подготовленных или предварительно настроенных симуляций или углубления в математическое минное поле.

Это не означает, что математика потенциально бесполезна или что возня с симуляцией аналогового множителя неинтересна. Оба они полезны, но не все, что вам нужно, это проверить идеи для AM-демодуляции. Если это так, вам нужно что-то настолько близкое к идеальному, насколько это возможно, чтобы выявить недостатки демодулятора. Особенно полезно иметь что-то, что будет работать практически в любом пакете моделирования, потому что разные версии имеют разные возможности и могут не позволить вам легко делать то, что вам нужно, если вообще.

Важно понимать, что симуляторы имеют ограничения, и некоторые из них могут быть неспособны разрешить конечный результат без добавления артефактов, которые, по сути, являются результатом разрешения симулятора. Хотя во многих симуляторах можно указать максимальный «временной шаг» (и, следовательно, разрешение), из-за этого симуляции могут выполняться очень медленно. Например, чтобы правильно разрешить сигнал с частотой 1 МГц, «частота дискретизации» или максимальный временной шаг не должны превышать нескольких наносекунд, а это означает, что моделирование будет очень медленным.Естественно, это также относится к моделированию с использованием других методов.

Вы также можете использовать этот метод для создания AM с двойной боковой полосой с подавлением несущей (просто уменьшите уровень несущей до некоторого достаточно малого напряжения). Сигналы SSB (одинарная боковая полоса) могут быть созданы путем уменьшения амплитуды одной боковой полосы и несущей до достаточно низких напряжений (обычно они будут составлять около 5-10% от напряжения основной боковой полосы). К сожалению, не существует эквивалентного простого метода создания ЧМ (частотной модуляции), но многие симуляторы включают это средство для «продвинутых» источников сигнала.

Список литературы

Обратите внимание, что две из приведенных здесь ссылок показывают неоптимальную технику, как показано в «Методе 1», но это не предназначено для того, чтобы каким-либо образом очернить авторов. Схемы воспроизводятся на многих других сайтах, первоисточник неизвестен. Хотя многие схемы, которые вы найдете, могут быть не идеальными, авторы по-прежнему оказывают неоценимую услугу, показывая новичкам (и другим) способы выполнить то, что не так просто, как кажется на первый взгляд.

Основной индекс Указатель статей

Уведомление об авторских правах. Эта статья, включая, но не ограничиваясь, весь текст и диаграммы, является интеллектуальной собственностью Рода Эллиотта и защищена авторским правом © 2016. Воспроизведение или повторная публикация любыми способами, электронными, механическими или электромеханическими, строго запрещены. в соответствии с международными законами об авторском праве. Автор (Род Эллиотт) предоставляет читателю право использовать эту информацию только для личного использования, а также разрешает сделать одну (1) копию для справки.Коммерческое использование запрещено без письменного разрешения Рода Эллиотта.

Журнал изменений: страница создана и авторские права © июль 2016 г. / Обновлено в феврале 2017 г. — добавлен «совершенный» модулятор №2. / Декабрь 2020 г. — добавлен рисунок 8A и текст.

Амплитудная модуляция — обзор

2.3.5 Модуляция шума

Хотя доступны усилители, которые подключаются к обычным розеткам (и используются в головных станциях и жилых домах, где это удобно), большинство усилителей-распределителей питаются от переменного напряжения, т.е. мультиплексируется с сигналами по общему коаксиальному распределительному кабелю.Наряду со своими схемами обработки сигналов, станции-усилители включают схемы для разделения мощности и сигнального напряжения и для подключения питания к местным силовым цепям, которые преобразуют его в постоянный ток для питания различных используемых электронных модулей.

Амплитудная модуляция передаваемых сигналов на частоте линии электропередачи (гул) может происходить двумя способами: чрезмерное напряжение переменного тока на выходе локального блока питания усилителя и параметрическая модуляция свойств магнитных компонентов.«Пульсация» блока питания может модулировать усиление усилителя или подключаться к другим схемам, таким как автоматическая регулировка усиления (AGC). Эта пульсация может быть результатом неисправности блока питания или потери регулирования напряжения из-за чрезмерного падения напряжения между блоком питания и блоком питания усилителя. ^††

Параметрическая магнитная модуляция менее очевидна. Рассмотрим сегмент схемы на рис. 2.13. Ток отводится от общего коаксиального входа и направляется через L в блок питания усилителя (и, возможно, также вставляется в выходной коаксиальный кабель (и)).Последовательный конденсатор C служит для передачи сигналов в усилитель, блокируя напряжение питания. Наконец, T — это входная обмотка типичного элемента обработки сигнала, такого как направленный отвод, разделитель или часть фильтра с разделением полос.

Рисунок 2.13. Разделение мощности / ВЧ в усилителях.

Одним из возможных источников модуляции фонового шума является L. Этот компонент должен обладать очень высоким импедансом для частот, охватывающих все прямые и обратные спектры. Если магнитопровод становится частично насыщенным на пиках тока питания, то согласование импеданса усилителя будет соответствующим образом изменяться, что приведет к изменению уровня передаваемого сигнала со скоростью линии.

T — гораздо более чувствительный компонент. Обычно эти трансформаторы состоят из крошечных сердечников, которые должны иметь постоянные магнитные характеристики в чрезвычайно широком диапазоне частот. Хотя C номинально защищает T от тока питания, все же приходится бороться с током смещения. В частности, через C и первичную обмотку T будет протекать переменный ток, величина которого равна

(2.36) iC = CdVdt

Когда источник питания представляет собой синусоидальную волну с частотой f _p и a пиковое напряжение E _p , ток будет

(2.37) iC = Cddt [Epsin (2πfpt)] = CEp2πfpcos (2πfpt)

, что имеет пиковое значение CE _p 2π f _p . Если напряжение представляет собой прямоугольную волну с быстрым нарастанием и спадом, то ток смещения может быть намного больше для того же пикового напряжения питания. Чтобы проиллюстрировать компромиссы в конструкции этих схем, предположим, что желательно, чтобы C имел реактивное сопротивление не более 1 Ом на нижнем конце восходящего спектра (обычно 5 МГц), чтобы влиять на входное соответствие как минимум возможный.Для этого требуется, чтобы C было не менее 0,03 мкм F [ X _C = 1 / (2π fC )]. Если напряжение питания составляет 90 В (пиковое значение 127 В) при 60 Гц, то ток смещения будет 1,4 мА. Если в условиях прямоугольной формы питания время нарастания в пять раз больше, чем в условиях синусоидальной волны, то ток может достигать 7 мА. Задача разработчика — обеспечить, чтобы этот уровень дополнительного тока в обмотке Т не изменял характеристики трансформатора.

В системе аналогового телевидения NTSC Северной Америки частота повторения кадров составляет 59,94 Гц. Поскольку коммерческая частота электросети составляет 60 Гц, модуляция фонового шума обычно проявляется в виде горизонтальной полосы или изменения яркости, рисунок которой со временем медленно перемещается вверх (около 16 секунд для перемещения по всей высоте изображения). Типичные коаксиальные компоненты (как усилители, так и пассивные элементы) предназначены для создания модуляции фонового шума не более -70 дБ относительно 100% модуляции при их полном номинальном напряжении питания и сквозном токе.

AM Модуляторы — Базовые, коллекторные, сеточные и пластинчатые модуляторы

AM Модуляторы используются для наложения низкочастотного сигнала на высокочастотный несущий сигнал. В этом модуляторе амплитуда несущей изменяется в соответствии с мгновенным значением сигнала сообщения.

Типы модуляторов AM перечислены ниже.

Пластинчатый модулятор
Модулятор сетки
Катодный модулятор
Базовый модулятор
Модулятор излучателя

Пластинчатый модулятор

Он назван так потому, что сигнал сообщения (AF) накладывается на + Vsb и tVsb, а затем подается на пластину триодной лампы.Теперь изучим, как происходит модуляция в этом модуляторах.

Звуковое напряжение (AF) подключается последовательно с напряжением питания пластины + Vbb усилителя класса C. Каким образом достигается это условие в реальных схемах, показанных на рисунке? Сигнал AF подается на трансформатор драйвера AF, который изменяет смещение сетки обоих триодов в соответствии с сигналом сообщения. Из-за чего токи пластин обоих триодов изменяются в зависимости от частоты сигнала AF, следовательно, напряжение + Vbb, приложенное к пластине усилителя класса C, изменяется в соответствии с амплитудой сигнала AF.
Теперь мы увидим, что RF (радиочастота) накладывается на напряжения пластины (что в соответствии с AF)?

-Ve смещение сетки усилителя класса C управляется трансформатором ВЧ-драйвера. Из-за того, какой ток пластины зависит от РФ. Таким образом, RF накладывается на AF, и сигнал с амплитудной модуляцией передается на нагрузку через настроенный трансформатор.

Примечание:
Код
RFC включен последовательно с модулирующим трансформатором, чтобы защитить его от радиочастотных повреждений.

Модулятор сетки

Он назван так потому, что входные сигналы RF, AF и отрицательное напряжение Vc подаются на сеть усилителя класса C.

Модулирующее напряжение (AF) последовательно с отрицательным смещением. Модулирующее напряжение накладывается на фиксированное напряжение смещения батареи. Следовательно, величина смещения пропорциональна амплитуде модулирующего сигнала и изменяется со скоростью, равной частоте модуляции.
Входные высокочастотные напряжения накладываются на общее смещение.
Результирующая пластина течет импульсами, амплитуда каждого импульса пропорциональна мгновенному смещению и, следовательно, мгновенному модулирующему напряжению.
Приложение этих импульсов к настроенному контуру резервуара даст амплитудную модуляцию.

Коллекторный модулятор

Выходной каскад передатчика представляет собой мощный усилитель частоты класса C. Усилители класса C проводят только часть положительного полупериода входного сигнала.Импульсы тока коллектора заставляют настроенную схему колебаться или звенеть с желаемой выходной частотой. Таким образом, настроенная схема воспроизводит отрицательную часть несущего сигнала.

Модулятор — это линейный усилитель мощности, который принимает модулирующий сигнал низкого уровня и усиливает его до высокого уровня мощности. Модулирующий выходной сигнал через трансформатор модуляции T1 поступает на усилитель класса C. Вторичная обмотка модулирующего трансформатора включена последовательно с питающим напряжением коллектора Vcc усилителя класса C.

С входным сигналом с нулевой модуляцией. На вторичной обмотке Т1 будет нулевое напряжение модуляции. Следовательно, напряжение питания коллектора будет подаваться непосредственно на усилитель класса C, а выходной несущей будет устойчивой синусоидальной волной.
Когда возникает сигнал модуляции, напряжение переменного тока на вторичной обмотке трансформатора модуляции добавляется и вычитается из напряжения питания коллектора.

Это переменное напряжение питания подается на усилитель класса C.Естественно, амплитуда импульсов тока через транзистор Q1 будет изменяться. В результате амплитуда несущей синусоидальной волны изменяется в соответствии с модулированным сигналом. Например, когда модулирующий сигнал становится положительным, он добавляется к напряжению питания коллектора, тем самым увеличивая его значение и вызывая более высокие импульсы тока и более высокую амплитуду несущей. Когда модулирующий сигнал становится отрицательным, он вычитается из напряжения питания коллектора, делая его меньше. По этой причине импульсы тока усилителя класса C меньше, что приводит к более низкой амплитуде выходного сигнала несущей.Таким образом получается амплитудно-модулированная волна, которая затем передается через антенну.

Базовый модулятор

Он назван так потому, что РЧ несущая и сигнал сообщения подаются на базу транзистора.

Сигнал сообщения усиливается, а затем накладывается на фиксированное смещение Vbb, которое изменяется в соответствии с сигналом сообщения. Затем это наложенное смещение подается на базу транзистора через RFC (радиочастотный дроссель).
РЧ несущая также подается на базу транзистора через разделительный конденсатор, на который затем накладывается смещение сигнала сообщения.Эти наложенные напряжения смещения управляют током коллектора, который пропорционален амплитуде сигнала сообщения, поэтому этот модулированный сигнал передается на вторичную обмотку трансформатора.

ECE 489 Лаборатория 1: Амплитудный модулятор и демодулятор

Цель

Чтобы понять теоретические основы аналоговой связи, а также двухполосной амплитудной модуляции и демодуляции (DSB-AM).
Разработать модель Simulink DSB-AM для анализа каждого сигнала во временной и частотной областях с использованием временной области и анализатора спектра.
Изучить эффекты Аддитивного Гауссовского канала (AWGN) в модели Simulink DSB-AM
Для наблюдения за передачей музыки в режиме реального времени для модулированного сигнала DSB-AM через приемник USRP

Теоретические основы

Обзор сигналов и систем, вероятность и шум и руководство для начинающих

Для понимания теории и экспериментов, стоящих за этим курсом, были подготовлены обзорные разделы.Настоятельно рекомендуется ознакомиться с обзором и руководством для начинающих. Пожалуйста, обратитесь к инструктору для получения дополнительной информации.

Напоминаем, что Обзор сигналов и систем, вероятности и шума действителен для всех экспериментов.

Основы аналоговой связи

Аналоговая связь — это механизм передачи информации, то есть музыки, голоса и видео с использованием широковещательного радио, раций или сотового радио, а также широковещательного телевидения.Значительным изобретением, сделанным Маркони в 1895 году, было радио. Позднее было заложено основание Трансатлантических коммуникационных систем. Хотя цифровые системы связи намного эффективнее, экономичнее и надежнее, некоторые системы связи по-прежнему являются аналоговыми.

Аналоговые методы связи можно кратко обозначить как

Преимущества модуляции:

Размер антенны уменьшается, когда сигнал модулируется большей частотой несущей.8 м / с $$
- Использование модуляции для передачи сигнала через космос на большие расстояния. Таким образом, технологии беспроводной связи значительно повысили наши стандарты.
- Модуляция позволяет нам передавать несколько сигналов в одной среде (например, мультиплексирование с частотным разделением каналов, FDMA).
Амплитудная модуляция и демодуляция

Пусть $ ω_c = 2πf_c $ будет несущей частотой в радианах в секунду, где $ fc >> W $.Тогда амплитудно-модулированный сигнал $ s (t) $ может быть выражен [1] (H. Taub, 2008, стр. Раздел 3.3) как

, где $ u $ — индекс модуляции, определенный в $ -1 <μ <1 $

В качестве примера на следующем рисунке показана амплитудная модуляция с $ m (t) = sin (2πt), \: A_C = 1, \: μ = 0,9, \: и \: f_c = 10 Гц $,

Напомним

В общем, модуляция AM обозначается как:

В случае несущей, которая может использоваться синусоидальная или косинусная волна.Практически нет никакой разницы, кроме фазового сдвига -90 градусов.

Примечание:

Любой сигнал суммируется с постоянным значением, это означает, что этот сигнал повышается на такое же постоянное значение по отношению к вертикальной оси во временной области. В частотной области постоянное значение представлено импульсом при $ f = 0 \: Hz $.

Демодуляция

Для демодуляции AM мы рассмотрим методы детектора квадратичного закона и огибающей.2, \: \: затем $$ $$ M (t) = \ frac {1} {4} \ Big (1 + мкм (t) \ Big) $$

Синхронный демодулятор

Блок-схема синхронного демодулятора показана на рисунке

Для того, чтобы ФНЧ обнаружил информационный конверт, частота несущей должна быть как можно более высокой. Однако, как вы понимаете, природный шум (то есть белый шум) не может быть полностью отфильтрован / удален в таких аналоговых передачах (AM или FM).

После умножения $ s (t) × sin (2πf_c t) $

Затем фильтр нижних частот удаляет высокочастотные составляющие, так что мы можем восстановить m (t).

2. Построение Simulink модели амплитудного модулятора и демодулятора

Модуляция

Дизайн Simulink амплитудного модулятора представлен в следующем [2] (М.Боулмальф, 2010)

Параметры:

Дважды щелкните на генераторе сигналов, а затем установите частоту 1 кГц с синусоидальной формой сигнала
Установите частоту несущей синусоидальной волны на 20 кГц.
Установите время моделирования, например 0,01, чтобы четко наблюдать сигналы
Запустите симуляцию
Чтобы наблюдать за анализатором спектра, увеличьте время моделирования до 1 или 2 секунд.

Как ясно видно, модель AM в точности основана на математической основе, представленной в теоретическом разделе. Сигнал сообщения умножается на индекс модуляции, затем к нему добавляется несущая постоянного тока, наконец, умножается на синусоидальный сигнал несущей для передачи модулированного AM сигнала.

Демодуляция (прямоугольный демодулятор)

Выполните аналогичную процедуру. У вас будет структура демодуляции, как показано на следующем рисунке:

Укажите граничную частоту полосы как 2 * pi * X

Подключите ваши модели модуляции и демодуляции, как показано.

Запустите вашу модель, вы увидите следующее:

Время моделирования для анализаторов спектра выбрано равным 2 секундам.

3. Построение Simulink модели передачи музыки с использованием модулятора DSB-AM и демодулятора (основная полоса частот)

Здесь мы реализуем модулятор и демодулятор основной полосы частот DSB-AM, используя музыкальный файл в качестве источника.В этом случае, поскольку источником является мультимедийный файл, а не чистая синусоида, нам нужен процесс DSP, то есть передискретизация и фильтрация. Вы не несете ответственности за процессы DSP. Однако вы можете найти их очень полезными при изучении частоты дискретизации, преобразования частоты, конечной импульсной характеристики (FIR), децимации и интерполяции и т. Д. Вы также можете проверить следующий ресурс:

Глава 3, Разложение сигналов с множественным разрешением, Али Н Акансу, Хаддат.

Модель показана ниже.

Передача и получение мультимедийного файла с использованием DSB-AM через USRP

Теперь мы сделаем еще один шаг, чтобы передать музыкальный файл, а затем получить его через оборудование USRP. В этом случае передача осуществляется в реальном времени, поэтому, в отличие от моделирования, вы будете наблюдать шум в воздухе.

Модель выражается как

Передатчик (TX)

Приемник (RX)

5. Предварительные инструкции

Руководство для начинающих и Руководства по обзору сигналов и систем

Были подготовлены и добавлены на веб-сайт курса два дополнительных дополнения, Simulink и USRP Starters Guide и Review of Signals and Systems.Вы найдете их очень полезными при ответах на вопросы перед лабораторией и при выполнении лабораторных задач.

Ответьте на следующие вопросы:

Постройте вручную величину следующих волн в частотной области.
1. $ 1 + грех (4πt)
2. $ A_C [1 + sin (4πt)] cos (80πt) $, где $ A_c $ — положительное число

Сигнал сообщения $ m (t) = sin (4πt) $
1. Участок $ | M (ж) | $ вручную
2. Если это сообщение модулировано DSB-AM на несущей $ cos (80πt) $, найдите соответствующий модулированный сигнал полосы пропускания $ s_c (t) $ и вручную постройте график $ | S_c (F) | $
3. Принятый сигнал $ s_c (t) $ является входом демодулятора, как описано ниже:
4. Найдите $ y (t) $ и сравните его с $ m (t) $. Ты восстановил сигнал? Прокомментируйте свой результат.

6. Лабораторные задачи

[Синхронный детектор]

Постройте модель, приведенную ниже [3], а затем установите параметры блока как

м (t) с частотой 1 кГц и временем выборки: 1/100 кГц
несущая: 10 кГц, фаза: $ π / 2 $ и время выборки: 1/100 кГц
Местный осциллятор (LO): такой же, как несущая.
Фильтр: LowPass, Fs: 100 кГц, Fpass: 6 и Fstop: 12
Установите время моделирования как 50k / 100k
Запустите свою модель

Понаблюдайте за 3 анализаторами спектра, затем объясните формы сигналов с точки зрения частоты (Подсказка: запомните свойство модуляции). Прокомментируйте свой результат.
Измените время моделирования на 500 / 100k (чтобы четко видеть синусоидальную волну). Сравнивать сигналы во временном диапазоне? Вы восстановили m (t)? Есть ли задержка между двумя сигналами? Если да, объясните, почему?

Постройте в Simulink модель модулятора и демодулятора AM (рисунок 7), описанную в этом руководстве.Вы должны определить граничную частоту полосы пропускания аналогового фильтра. Затем объясните теоретическую сторону блоков. Используйте обозначение μ: индекс модуляции, $ m (t), h (t) $ и т. Д.
В зависимости от характера передачи сообщение может искажаться на разных уровнях из-за шума, который может занимать определенные частоты, то есть цветной шум, или все частоты, то есть белый гауссовский шум (WGN). Следующий блок называется «Аддитивный белый гауссовский шум».

Подключите канал AWGN.Установите отклонение от маски равным 0,01, 0,05, 0,1 и 0,5 соответственно. Что вы наблюдаете в каждом случае? Прокомментируйте свой результат

Установите индекс модуляции μ как -10, -5, -0,9, -0,1, 0,5, 0,9, 5, 10 соответственно.
1. Что происходит с формой волны модулированного сигнала в каждом случае?
2. При каких значениях демодуляция может выполняться правильно? Почему?
Найдите AM_Music_Simulation.slx на вашем компьютере, затем запустите модель. Аналогичным образом ответьте на вопросы в задании 2 на основе этой модели.
Шаги: USRP

Попросите преподавателя открыть, а затем запустить файл TX_AM_Music.slx. Проверьте блок-схемы передатчика (вы не найдете никакой разницы, кроме симуляции музыки, кроме передатчика). Обратите внимание на центральную частоту передатчика.
Откройте файл RX_AM_Music.slx на вашем компьютере. Установите центральную частоту так же, как у передатчика, а затем запустите файл.Наблюдайте за передачей в реальном времени по воздуху.

Самостоятельное обучение:
Введите следующий код в командном окне [4]:
>> dspenvdet

Этот код откроет модель Simulink для методов модулятора и демодулятора DSB-AM, основанную на детекторе огибающей путем возведения в квадрат и преобразования Гильберта.

Запустите симуляцию, чтобы наблюдать форму волны во временной области
Щелкните dspEnvelopeDetector.m, затем запустите m-файл. Обратите внимание на цифры Matlab в обоих методах обнаружения конвертов

7. Инструкции по лабораторному отчету

Ознакомьтесь с шаблоном на веб-сайте курса.

8. Список литературы

[1] Х. Тауб, Д. Л. (2008, ). Принципы систем связи (3-е изд.). Макгроу Хилл.

[2] М. Боулмальф, Ю. С. (2010) . Поиск цифровой и анологической модуляции для студентов, изучающих информацию и технологии, использующих Matlab и Simulink .IEEE.

[3] Модель идеальной модуляции и демодуляции в Simulink, Software Defined Radio с использованием MATLAB и Simulink и RTL-SDR, Strathclyde Academic Media, 2015

[4] The Mathworks Inc ®, Обнаружение конвертов ,

и детектор огибающей [Analog Devices Wiki]

Цель:

В этой лабораторной работе мы будем использовать ADALM1000 для введения амплитудной модуляции (AM) и демодуляции обнаружения огибающей.Огибающая сигнала эквивалентна его контуру, а детектор огибающей соединяет пики амплитуды сигнала. Обнаружение огибающей имеет множество приложений в области обработки сигналов и связи, одним из которых является обнаружение или демодуляция с амплитудной модуляцией (AM).

Амплитудная модуляция (AM) — это метод модуляции, используемый в электронной связи, чаще всего для передачи информации с помощью несущей радиочастоты. При амплитудной модуляции амплитуда (мощность сигнала) несущей волны изменяется пропорционально форме передаваемой волны.Эта форма волны может, например, соответствовать звукам, воспроизводимым громкоговорителем, или интенсивности света телевизионных пикселей.

Типичный амплитудно-модулированный сигнал имеет следующее уравнение:

куда:

— сигнал сообщения
— несущий сигнал
k — индекс модуляции (обычно варьируется от 0 до 1)
А — амплитуда несущей
ω _c — несущая частота

Детектор огибающей — это электронная схема, которая принимает высокочастотный сигнал на входе и выдает на выходе огибающую исходного сигнала.(ω _c »ω _м)

Он состоит из двух основных элементов:

Диод / выпрямитель — служит для передачи одной половины принятого сигнала поверх другой.
Фильтр нижних частот — требуется для удаления высокочастотного содержимого, которое остается в сигнале после обнаружения / демодуляции. Фильтр может состоять из очень простой RC-цепочки фильтров нижних частот, но в некоторых случаях он может быть обеспечен просто за счет ограниченной частотной характеристики схемы, следующей за выпрямителем.

Материалы:

Модуль активного обучения ADALM1000
Макетная плата без пайки и комплект перемычек
Резистор 1–10 кОм (коричневый, черный, оранжевый)
2– Конденсаторы 0,1 мкФ (104)
1– Диод 1N914

Детектор конвертов

Рассмотрим схему, представленную на рисунке 1. Два конденсатора по 0,1 мкФ используются параллельно для формирования общей емкости 0,2 мкФ, которая вместе с резистором 10 кОм для простого фильтра нижних частот.

Рисунок 1, Схема детектора конверта

Конденсатор в цепи накапливает заряд на переднем фронте и медленно высвобождает его через резистор при падении сигнала.Последовательный диод выпрямляет входящий сигнал, позволяя току течь только тогда, когда положительный входной терминал имеет более высокий потенциал, чем отрицательный входной терминал.

Настройка оборудования:

Постройте схему, показанную на рисунке 1, на беспаечной макетной плате для детектора огибающей. Пока мы не будем генерировать тестовый сигнал с амплитудной модуляцией, оставьте подключения CH A и CH B к ADALM1000 отключенными.

Процедура:

Мы будем использовать генератор сигналов канала А в качестве источника для обеспечения сигнала AM со следующими параметрами:

Мин. = 1.7
Макс = 3,3
Частота = 100 Гц

Мы будем использовать генератор сигналов канала B в качестве источника для обеспечения несущего сигнала со следующими параметрами:

Мин. = 1,5
Макс. = 3,5
Частота = 10 кГц

Если оба канала CH A и CH B установлены в режим SVMI и Shape Sine, вы должны увидеть формы сигналов, похожие на те, что показаны на рисунке 2.Установите горизонтальную шкалу времени на 2,0 мсек / дел, чтобы отобразить 2 периода сигнала 100 Гц.

Рисунок 2, Генерируемые модулирующие и несущие сигналы

Чтобы сгенерировать модулированный сигнал, мы будем использовать функцию Math из генератора сигналов ALICE CH A. Когда программа приостановлена, выберите опцию Math в раскрывающемся меню Shape. Введите следующее уравнение, которое умножает зафиксированный сигнал модуляции из канала A на захваченный сигнал несущей из канала B.Поскольку сигналы сосредоточены на 2,5 В , эта часть сигнала постоянного тока должна быть вычтена. Затем смещение 2,5 В добавляется обратно после умножения для центрирования модулированного сигнала в диапазоне от 0 до 5 В ALM1000.

(VBuffA-0.6) * (VBuffB-2.5) +2,5

Сгенерированная форма волны представлена на рисунке 3 в виде зеленой кривой от канала A. Отсоедините конденсаторы от цепи и наблюдайте за выходным сигналом. Когда CH B находится в режиме Hi Z, подключите его как CH-A, так и CH-B к вашей цепи.

Рисунок 3, Положительная половина сгенерированного AM-сигнала

Используйте элементы управления вертикальным диапазоном и положением, чтобы сместить следы так, чтобы они не перекрывали друг друга. Это упрощает просмотр двух сигналов. Без подключенного конденсатора схема работает как положительный полуволновой выпрямитель, который удерживает часть сигнала выше 2,5 В .

Теперь снова подключите конденсаторы к цепи. Пример графика представлен на рисунке 4.

Рисунок 4. Отфильтрованный демодулированный сигнал.

Результирующий демодулированный сигнал является огибающей положительной полуволны, полученной ранее. На самом деле это сигнал сообщения 100 Гц с некоторой пульсацией в 10 кГц.

Спектр в частотной области

Мы также можем просматривать эти сигналы в частотной области с помощью инструмента Spectrum Analyzer. Сначала мы можем отдельно рассмотреть сигналы несущей 10 кГц и модулирующие сигналы 100 Гц. Настройте генераторы сигналов CH A и CH B так, как они были на первом этапе, когда они оба были настроены на синусоидальную форму и в режим SVMI.Отключите оба канала от вашей цепи, чтобы они не мешали друг другу.

Откройте инструмент анализатора спектра. Включите параметр Cut-DC. Выберите кривые CA-dBV и CB-dbV для отображения. Установите начальную частоту 100 и конечную частоту на 50000 с логарифмической шкалой частоты. Установите количество образцов на 16384. При работающем анализаторе вы должны увидеть что-то вроде спектра, показанного на рисунке 5.

Рисунок 5, Спектр несущей и модулирующего сигнала

Как мы видим, у нас есть единственный пик на частоте 100 Гц модулирующего сигнала на канале CH-A и единственный пик на частоте 10 кГц несущего сигнала на канале CH-B.

Теперь регенерируйте математически модулированный сигнал в канале A. Вы можете повторно подключить CH-A и CH-B к вашей цепи и снова перевести CH-B в режим Hi-Z. Теперь, если мы увеличим масштаб спектра канала A, установив начальную частоту на 8000 и конечную частоту на 12000, мы увидим, что на рисунке 6 основной пик приходится на несущую частоту 10 кГц и есть боковые полосы модуляции + / — 100 Гц по обе стороны от несущей. ( то есть 9900 Гц и 10100 Гц.

Рисунок 6. Спектр сигнала модулированной несущей.

С конденсатором фильтра, если мы посмотрим на спектр демодулированного сигнала после детектора огибающей, мы увидим большой пик на 100 Гц и сильно ослабленный пик на несущей частоте 10 кГц, как показано на рисунке 7.

Рисунок 7. Отфильтрованный демодулированный сигнал после спектра детектора огибающей.

Детектор смещенной огибающей

Простой диодный детектор огибающей, показанный на рисунке 1, не работает хорошо или не работает, если амплитуда , то есть Swing, меньше, чем напряжение прямого витка диода. Он будет испытывать значительные искажения на отрицательной половине сигнала модуляции для высоких индексов модуляции (около 100%), когда диод не включен полностью.Чтобы обойти это ограничение, необходимо ввести в диод небольшое смещение постоянного тока. Этот небольшой ток смещения перемещается от точки покоя схемы к точке включения диода.

Материалы:

ADALM1000 Active Learning Module
Макетная плата без пайки и комплект перемычек
1 — резистор 1,5 кОм (коричнево-зеленый, красный)
1 — резистор 10 кОм (коричневый, черный, оранжевый)
1 — резистор 20 кОм (красный, черный, оранжевый)
1 — Конденсатор 0,22 мкФ, C ₁ (224)
1 — 1.Конденсатор 0 мкФ, С ₂
1 — 2N3904 NPN транзистор
1 — диод 1N914

На своей беспаечной макетной плате постройте схему детектора смещенной огибающей, как показано на рисунке 8. Амплитудно-модулированный сигнал подается по переменному току на базу NPN-транзистора Q ₁, который сконфигурирован как эмиттерный повторитель. Делитель напряжения R ₁ и R ₂ вместе с диодом D ₁ действуют для установки точки смещения постоянного тока на входе, связанном по переменному току (восстановление постоянного тока). При отсутствии модулированного входа рабочая точка покоя постоянного тока, видимая на эмиттере Q ₁, будет равна напряжению на соединении R ₁ и R ₂ минус падение на диоде D ₁ и В _BE из Q ₁.Базовый ток Q ₁ протекает через диод D ₁, смещая его в прямом направлении. Во время положительных полупериодов модулированный вход D ₁ отключается, и входной сигнал достигает пиков заряда конденсатора фильтра C ₂. Во время отрицательных полупериодов входного сигнала транзистор Q ₁ выключается, а D ₁ включается сильнее, обеспечивая входной ток.

Рисунок 8. Схема детектора смещенной огибающей.

Чтобы проверить эту схему, сначала используйте тот же модулированный сигнал, который вы использовали в примере простого диодного детектора огибающей.Сравните новую конструкцию с простым диодным детектором огибающей. Используя те же шаги, что и ранее, сгенерируйте AM-сигналы с меньшими амплитудами / более высокими индексами модуляции и сравните выходные сигналы этих двух конструкций детекторов.

Для дальнейшего чтения:

Вернуться к содержанию лабораторной работы ALM

АМПЛИТУДНАЯ МОДУЛЯЦИЯ И ДЕМОДУЛЯЦИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БЮТ-УСИЛИТЕЛЯ И ДИОДНОГО ДЕТЕКТОРА | Мини-проекты | Учебник по электронике |

МОДУЛЯЦИЯ И ДЕМОДУЛЯЦИЯ АМПЛИТУДЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ BJT-УСИЛИТЕЛЯ И ДИОДА ДЕТЕКТОР

Аннотация. В этом проекте исследуется надежная конструкция амплитудной модуляция и демодуляция с использованием усилителя BJT и диодного детектора

.Учитывая трудности, с которыми сталкивается дизайнер в плане оборудование для разработки таких систем мы использовали систему, которая использует меньше оборудования для этого процесса.Мы написали код ngspice для модулятор и демодулятор согласно принципиальной схеме и смоделировал это в ngspice.

1. ВВЕДЕНИЕ

Раньше амплитудная модуляция была самым простым методом. используется для передачи аналоговых сигналов. Главное преимущество, которое получил Внимание дизайнеров было связано с связанной с этим простотой.Другой Основным важным преимуществом амплитудной модуляции было то, что она могла передавать сигнал / сообщение / волну на большие расстояния. Итак, радиоканалы которые передают сигнал по всему миру, как vividh bharti, также использует амплитудная модуляция. Существуют разные виды амплитудной модуляции. как DSB-FC, SSB, SSB-SC, DSB-SC, VSB.

Здесь мы выполнили моделирование с использованием DSB-SC. Мы подавили несущую потому что оператор не несет никакой информации, а потребляет мощность. SSB-SC и VSB являются улучшением DSB-SC, поскольку они не несут носитель с ними, следовательно, требует меньше энергии.Они также требуют меньше пропускная способность.

2. КОНСТРУКЦИЯ МОДУЛЯТОРА Модулятор:

Рис.1-схема амплитудного модулятора

Модуляция определяется как процесс, при котором некоторые характеристики сигнал несущей изменяется в соответствии с модулирующим сигналом. В сигнал основной полосы частот называется модулирующим сигналом, а выходной сигнал процесса модуляции называется сигналом модуляции. Амплитуда модуляция определяется как процесс, в котором амплитуда несущая колеблется относительно средних значений линейно с основной полосой сигнал.

Огибающая модулирующей волны имеет ту же форму, что и основная полоса сигнал при соблюдении следующих двух требований

1. Несущая частота fc должна быть намного больше максимальной. частотные составляющие fm сигнала сообщения m

(t) т.е. fc >> fm

2. Индекс модуляции должен быть меньше единицы. если модуляция индекс больше единицы, несущая волна становится сверхмодулированной.

Расчеты:

Amax = 785 мВ

Амин = 511 мВ

Индекс модуляции (µ) = ₊ ^{âˆ ’} =.2114

Поскольку Âµ <1, мы можем получить сигнал сообщения после демодуляции без потери информации.

Рабочие:

Здесь мы использовали двухполосную несущую (DSB-C) для модуляции. целей.

Источник с именем Vm генерирует сообщение для передачи. Это амплитуда составляет 2 В, а частота — 1 кГц. Принцип работы схемы выглядит следующим образом: Как мы видим, у нас есть простой усилитель с общим эмиттером топология из-за байпасного конденсатора Cb, подключенного к эмиттеру транзистор, насколько малосигнальный режим считается.Но дело в том, что мы подключили сигнал сообщения к ветке в обход конденсатора мы постоянно меняем точку смещения транзистор в соответствии с нашим сигналом сообщения. Итак, мы можем сказать, что у нас есть переменное усиление, так как коэффициент трансмиссии транзистора меняется. потом мы фильтруем его верхними частотами с помощью конденсатора Cc.

3. КОНСТРУКЦИЯ ДЕМОДУЛЯТОРА

Демодулятор:

Рис.2 — Схема демодуляции

Процесс обнаружения обеспечивает средства восстановления модулирующего Сигнал от модулирующего сигнала.

Демодуляция — это процесс, обратный модуляции. Схема детектора используется для разделения несущей и устранения боковых полос. Поскольку огибающая AM-волны имеет ту же форму, что и сообщение, независимо от несущей частоты и фазы, демодуляция может быть осуществляется извлечением конверта.

Глубина модуляции (индекс модуляции) на выходе детектора больше zunity (Âµ> 1) и импеданс цепи меньше, чем у цепи нагрузка (Rl> Zm) приводит к отсечению отрицательных пиков модулирующего сигнал.Это называется «негативное отсечение».

Чтобы понять это, мы можем разделить его на два блока:

-Основной детектор конверта; однополупериодный выпрямитель с фильтрующим конденсатором (диод D1, резистор R2, конденсатор C2)

-Фильтр верхних частот (конденсатор С1, резистор R1)

Детектор основного конверта: ^{КОД МОДУЛЯТОРА NGSPICE:}

С помощью диода D1 и резистора R2 мы полуволново выпрямляем сигнал.потом с конденсатором фильтра мы пытаемся проследить огибающую сигнала. Решающим моментом при разработке этой схемы является то, что мы должны выбрать Постоянная времени RC, чтобы она не была слишком мала, чтобы избежать чрезмерного разрядов между пиками, и нам не нужно выбирать его слишком большим, чтобы позволяют конденсатору следовать за сигналом.

Подводя итог, вот интервал, в котором мы должны выбрать RC постоянная времени:

1 / Ï ‰ c << RC <1 / (2Ï € B), где B - полоса пропускания сообщения. сигнал.Поскольку мы использовали однотональный сигнал сообщения, мы можем заменить B пользователя fm. Итак, давайте сделаем расчет:

0,318 мкс << RC <0,159 мс

Мы выбрали RC как:

100 кОм * 0,001 мкФ = 0,1 мс					КОД ДЕМОДУЛЯТОРА NGSPICE:
Таблица 1: Значения различных компонентов
В разработке модулятора участвовали:

Символы	Компоненты			Расчетные значения
Vcc	Блок питания		30 В
Vc	Перевозчик		500 кГц, 50 мВ
Vm	Сообщение		1 кГц, 2В
Ib	Базовый ток		12 мкА

Т.е.	Коллекторный ток		1.2 мА
R1	Пот. Делитель	сопротивление1		20 кОм

R2	Горшок.делитель	сопротивление1		10 кОм

Re	Сопротивление эмиттера		10 кОм
Cb	Конденсатор связи		0. No related posts. Навигация по записям Кд105 характеристики маркировка: Диод КД105 — DataSheet Характеристики tba820m: Усилитель НЧ на микросхеме TBA820M (3-16В, 2Вт) Оставить комментарийОтменить комментарий Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Найти: Архивы Декабрь 2021 Ноябрь 2021 Октябрь 2021 Сентябрь 2021 Август 2021 Июль 2021 Июнь 2021 Май 2021 Апрель 2021 Март 2021 Февраль 2021 Январь 2021 Декабрь 2020 Ноябрь 2020 Октябрь 2020 Сентябрь 2020 Август 2020 Июль 2020 Июнь 2020 Май 2020 Апрель 2020 Март 2020 Февраль 2020 Январь 2020 Декабрь 2019 Ноябрь 2019 Октябрь 2019 Сентябрь 2019 Август 2019 Июль 2019 Июнь 2019 Май 2019 Апрель 2019 Март 2019 Февраль 2019 Январь 2019 Декабрь 2018 Ноябрь 2018 Октябрь 2018 Сентябрь 2018 Август 2018 Июль 2018 Июнь 2018 Май 2018 Апрель 2018 Март 2018 Февраль 2018 Январь 2018 Февраль 1980 Январь 1980 Декабрь 1979 Ноябрь 1979 Октябрь 1979 Сентябрь 1979 Август 1979 Июль 1979 Июнь 1979 Май 1979 Апрель 1979 Март 1979 Февраль 1979 Январь 1979 Декабрь 1978 Ноябрь 1978 Октябрь 1978 Сентябрь 1978 Август 1978 Июль 1978 Июнь 1978 Май 1978 Апрель 1978 Март 1978 Февраль 1978 Январь 1978 Декабрь 1977 Ноябрь 1977 Октябрь 1977 Сентябрь 1977 Август 1977 Июль 1977 Июнь 1977 Май 1977 Апрель 1977 Март 1977 Февраль 1977 Январь 1977 Декабрь 1976 Ноябрь 1976 Октябрь 1976 Сентябрь 1976 Август 1976 Июль 1976 Июнь 1976 Май 1976 Апрель 1976 Март 1976 Февраль 1976 Январь 1976 Декабрь 1975 Ноябрь 1975 Октябрь 1975 Сентябрь 1975 Август 1975 Июль 1975 Июнь 1975 Май 1975 Апрель 1975 Март 1975 Февраль 1975 Январь 1975 Декабрь 1974 Ноябрь 1974 Октябрь 1974 Сентябрь 1974 Август 1974 Июль 1974 Июнь 1974 Май 1974 Апрель 1974 Март 1974 Февраль 1974 Январь 1974 Декабрь 1973 Ноябрь 1973 Октябрь 1973 Сентябрь 1973 Август 1973 Июль 1973 Июнь 1973 Май 1973 Апрель 1973 Март 1973 Февраль 1973 Январь 1973 Декабрь 1972 Ноябрь 1972 Октябрь 1972 Сентябрь 1972 Август 1972 Июль 1972 Июнь 1972 Май 1972 Апрель 1972 Март 1972 Февраль 1972 Январь 1972 Декабрь 1971 Ноябрь 1971 Октябрь 1971 Сентябрь 1971 Август 1971 Июль 1971 Июнь 1971 Май 1971 Апрель 1971 Март 1971 Февраль 1971 Январь 1971 Декабрь 1970 Ноябрь 1970 Октябрь 1970 Сентябрь 1970 Август 1970 Июль 1970 Июнь 1970 Май 1970 Апрель 1970 Март 1970 Февраль 1970 Январь 1970 Рубрики Для начинающих Маркировка Разное Своими руками Советы Схемы Характеристики 2019 © Все права защищены. Карта сайта

Амплитудный модулятор. Схема и описание на 1 МГц.

Шпионские штучки, или Секреты тайной радиосвязи / Арсенал-Инфо.рф

Десять схем простейших радиопередатчиков

3.1 Модуляторы ам-сигналов. Способы осуществления амплитудной модуляции

3.1.1 Принцип работы амплитудного модулятора.

3.1.2 Получение сигналов с балансной модуляцией.

Однотактные модуляторы

3.2. Простые методы модуляции, реализуемые в УПС при работе по каналам ТЧ

3.2.1. Амплитудная модуляция

3.2.2. Частотная модуляция

3.2.3. Фазовая модуляция

3.2.4. Особенности реализации современных УПС с ЧМ

Одноламповый АМ модулятор и маломощный радиопередатчик :: Tube DIY Kit

Схема, инструкция по сборке и настройке устройства:

Простой модулятор AM

Введение

Описание цепи

Секция звукового усилителя

Раздел генерации перевозчика

Секция модулятора

Секция выходного фильтра

Блок питания

Сборка схемы

Тестирование цепи

Подключение модулятора к магнитоле

Прямое подключение антенны

Индуктивная муфта

Заключение

Модуляторы амплитуды

Амплитудная модуляция — обзор

2.3.5 Модуляция шума

AM Модуляторы — Базовые, коллекторные, сеточные и пластинчатые модуляторы

Пластинчатый модулятор

Модулятор сетки

Коллекторный модулятор

Базовый модулятор

ECE 489 Лаборатория 1: Амплитудный модулятор и демодулятор

Цель

Теоретические основы

Демодуляция

Синхронный демодулятор

2. Построение Simulink модели амплитудного модулятора и демодулятора

Модуляция

Параметры:

Демодуляция (прямоугольный демодулятор)

3. Построение Simulink модели передачи музыки с использованием модулятора DSB-AM и демодулятора (основная полоса частот)

Передача и получение мультимедийного файла с использованием DSB-AM через USRP

Передатчик (TX)

Приемник (RX)

5. Предварительные инструкции

6. Лабораторные задачи

7. Инструкции по лабораторному отчету

8. Список литературы

и детектор огибающей [Analog Devices Wiki]

Цель:

Материалы:

Детектор конвертов

Настройка оборудования:

Процедура:

Спектр в частотной области

Детектор смещенной огибающей

Материалы:

АМПЛИТУДНАЯ МОДУЛЯЦИЯ И ДЕМОДУЛЯЦИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БЮТ-УСИЛИТЕЛЯ И ДИОДНОГО ДЕТЕКТОРА | Мини-проекты | Учебник по электронике |

Оставить комментарийОтменить комментарий