Схема AM-модулятора на одном транзисторе
Простейший AM-приемник ранее был рассмотрен в статье Детекторный AM-приемник: теория и практика. Было бы здорово сделать к нему еще и передатчик. Генерировать несущий сигнал мы уже умеем, а вот правильно его модулировать — пока нет. Оказывается, что соответствующая схема довольно проста. О ней далее и пойдет речь.
Схема приводится во многих источниках, например, на том же StackExchange:
Модель для LTspice вы можете скачать здесь. На вход схемы подается аудио-сигнал V1 и несущая V2. На выходе получаем сигнал в амплитудной модуляции.
Для понимания схемы нужно принять во внимание, что падение напряжения между базой и эмиттером транзистора Vbe, является функцией от тока, протекающего через базу Ib. Точно так же, как в обычном диоде, поскольку PN-переход между базой и эмиттером есть ни что иное, как диод. Подавая на эмиттер НЧ сигнал и оставляя напряжение на базе относительно постоянным (V2 имеет небольшую амплитуду), этим мы меняем V
Он в свою очередь напрямую влияет на усиление транзистора. Когда V1 максимально, Vbe минимально, и потому минимально усиление транзистора. Когда V1 минимально, имеем максимальное Vbe и максимальное усиление. Таким образом, несущая V2 усиливается в зависимости от V1, и мы получаем ни что иное, как амплитудную модуляцию.
Заинтересованным читателям предлагается открыть модель в LTspice и убедиться, что она действительно работает так, как описано выше.
В моем исполнении цепь получилась следующей:
Аудио-сигнал генерировался при помощи MHS-5200A. Несущая была получена при помощи следящего генератора Rigol DSA815-TG в режиме Zero Span. Однако с тем же успехом подойдет самодельный генератор или второй канал MHS-5200A с подходящим аттенюатором. Выход был подан на осциллограф Rigol DS1054Z:
Это не совсем идеальный AM-сигнал. Но если его немного отфильтровать, то будет в самый раз.
Тот же сигнал, но поданный на RTL-SDR v3:
Эксперименты показали, что такая схема прекрасно работает на частотах от 1 МГц до 30 МГц.
Уровень несущей не особо критичен и может быть от -20 dBm до 0 dBm. Оптимальная амплитуда НЧ сигнала — 4 Vpp, а его частота может быть до 20 кГц. Выход генератора в нагрузку 50 Ом составляет порядка -15 dBm.
В общем, схема оказалась рабочей, и не вызвала каких-либо проблем.
Дополнение: Еще один способ получить амплитудную модуляцию вы найдете в заметке Диодный кольцевой смеситель: теория и практика.
Метки: Беспроводная связь, Любительское радио, Электроника.
Схема смесителя AM модулятора
Во-первых, тот, кто публикует видео на YouTube или веб-страницу, имеет ортогональный дизайн. На самом деле, если это не профессиональная веб-страница, скорее всего, это чушь. Подумай об этом. Парень, который знает, что он делает, и создает быстрый и грязный AM-модулятор, не думает об этом ничего особенного и, вероятно, не будет публиковать веб-страницы. Парень, который провел две недели на случайных пробах и ошибках, с гораздо большей вероятностью будет гордо
Во-вторых, AM модуляция не является чистым умножением.
Это было бы двойной боковой полосой. Если вы выражаете AM как умножение, вы должны добавить смещение. Это также можно рассматривать как регулировку громкости осциллятора на лету, что не так сложно реализовать в аналоговой электронике.
Теперь для схемы. TL072 — не лучший выбор для сигналов 1,2 МГц. Скорее всего, это то, что у этого парня было в его мусорной коробке, что является большим доказательством того, что это не профессиональный дизайн. Отсутствие обозначений компонентов является еще одной сильной подсказкой.
Однако эта схема может действительно работать достаточно хорошо, в рамках ограничения низкого усиления операционного усилителя на несущей частоте. Обратите внимание, что, когда банк находится в центре, он смещает операционный усилитель при напряжении 1,6 В. Теперь посмотрите на диапазон синфазного сигнала TL072 и увидите большой запас, необходимый ему на обоих концах. Я думаю, что происходит, что модуляция выполняется путем отсечения несущей на другом уровне в зависимости от сигнала модуляции.
Вы, наверное, думаете, что это приведет к ужасным искажениям. Да, было бы, но обратите внимание, что это искажение в несущей, которая является фиксированной частотой. При взгляде на частотный спектр искажение проявляется в виде гармоник, которые будут возникать при всех целых числах, кратных несущей частоте. Таким образом, эта схема модуляции вводит много компонентов искажения, причем самая низкая составляющая в два раза больше несущей частоты. Однако радио, которое получает это, просто отклонит эти компоненты, потому что они находятся вне диапазона. Этот модулятор создает беспорядок на других частотах, но на интересующей частоте, похоже, он может работать достаточно хорошо.
Нечто подобное никогда не пройдет тесты FCC из-за большого количества внешнего дерьма, которое оно излучает.
Но если вы просто делаете это через комнату с маленькой антенной, то дерьмо не пойдет очень далеко и, вероятно, не вызовет достаточно проблем, чтобы кто-то жаловался.
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.
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.
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
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебно-методической
работе
_____________Э.
А. Сериков
«_______»____________2006г.
МОДУЛЯЦИЯ, ДЕТЕКТИРОВАНИЕ
Методические указания к выполнению лабораторных работ
(для студентов всех форм обучения специальности
050719 – Радиотехника, электроника и телекоммуникации)
Согласовано: Рассмотрено и одобрено
Начальник УМО на заседании кафедры
___________О. З. Рутгайзер «Телекоммуникационные «______»___________2006г. системы»
Протокол №__ от «__»__2006г.
Заведующий кафедрой
Редактор
__________ С.
В. Коньшин
___________Ж. М. Сыздыкова « » 2006г.
«______»___________2006г. Составители (разработчики)
Специалист по стандартизации _________ Н. А. Джунусов
___________Н. М. Голева _________ Л. И. Сарженко
«______»__________2006г.
Согласовано:
Зав. каф. РТ
_________А. З. Айтмагамбетов
Зав. каф. ЭКТ
_________А.
Б.
Берикулы
Зав. каф. АЭС
_________А. Д. Джангозин
Алматы 2006
СОСТАВИТЕЛИ: Н. А. Джунусов, Л. И. Сарженко. Теория электрической связи. Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине ТЭС (для студентов всех форм обучения специальности 050719 – Радиотехника, электроника и телекоммуникации). – Алматы: АИЭС, 2006 — 39с.
Методические указания содержат общие положения о выполнении лабораторных работ, их оформлении и защите. Приводится достаточно полная информация по лабораторному стенду, контрольно-измерительным приборам.
Описание каждой лабораторной работы содержит материал
по подготовке к ней. Каждая работа сопровождается перечнем вопросов для
самопроверки.
Методические указания предназначены для студентов специальности 050719 – Радиотехника, электроника и телекоммуникации всех форм обучения. При составлении методических указаний использована учебная методика «Degem Systems», широко практикуемая в странах Европы, Северной и Южной Америки.
Ил. 22, табл. 12, библиогр.- 3 назв.
Рецензент: канд. техн. наук, доцент С. В. Коньшин
Печатается по дополнительному плану издания Алматинского института энергетики и связи на 2006г.
© Алматинский
институт энергетики и связи, 2006г.
Общие положения к лабораторным работам
1 Задание к выполнению соответствующей лабораторной работы студенты получают на предыдущем занятии (за 1-2 недели).
2 Студенты самостоятельно (или на консультациях) готовятся к выполнению лабораторной работы:
а) повторяют теоретический материал;
б)
по описанию лабораторной работы в рабочей тетради для лабораторных работ
записывают № выполняемой работы, наименование работы, таблицы (по пунктам), в
которые заносятся результаты эксперимента.
3 На первом занятии студенты проходят инструктаж по технике безопасности, расписываются в журнале по ОТ и ТБ.
4 Перед выполнением экспериментальной части студенты отвечают на вопросы, получают допуск к работе.
5 Результаты эксперимента подаются на проверку и подпись преподавателю.
6 После выполнения экспериментальной части оформляется и защищается отчет каждым студентом в отдельности.
7 Если предыдущая работа не выполнена и не защищена без уважительных причин, студент к выполнению следующей работы не допускается.
8 Содержание отчета:
а) цель работы;
б) перечень приборов и оборудования;
в) электрические схемы;
г) порядок выполнения работы;
д) таблицы наблюдений и расчетов;
е) диаграммы, графики и рисунки;
ж) обработка результатов и выводы;
з) список литературы.
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.
Амплитудная модуляция »Электроника
Для передачи амплитудной модуляции часто требуются специальные модуляторы AM. Для создания необходимых вариаций амплитуды можно использовать различные схемы.
Амплитудная модуляция, AM Учебное пособие включает:
Амплитудную модуляцию, AM
Основная теория и формулы AM
Полоса пропускания AM и боковые полосы
Индекс модуляции и глубина
AM эффективность
Демодуляция / обнаружение AM
Детектор диодов
Синхронный детектор
Модуляторы AM
Одна боковая полоса, SSB
SSB демодуляция
Форматы модуляции: Типы и методы модуляции Модуляция частоты Фазовая модуляция Квадратурная амплитудная модуляция
Передатчики, которые передают сигналы с амплитудной модуляцией, требуют схемы модулятора AM для создания требуемого сигнала.
Есть много способов генерации амплитудной модуляции и множество схем, которые можно использовать.
В ранних передатчиках AM схема амплитудного модулятора была ключевым элементом передатчика. Сегодня, когда используются программные процессы и многорежимные передатчики, амплитудный модулятор, вероятно, содержится в общей схеме модулятора, способной обеспечивать несколько различных типов модуляции.
Тем не менее, многим передатчикам по-прежнему требуются модуляторы AM, и концепции и теория, лежащие в основе них, все еще актуальны.
Многие модуляторы AM использовались с клапанными преобразователями — AM широко использовался для многих приложений связи, когда использовалась технология термоэмиссионного клапана или вакуумной трубки. Соответственно, многие схемы, которые были разработаны, были предназначены для использования с этими устройствами. Однако принципы одинаковы как для вентильных, так и для полупроводниковых технологий.
Модуляторы АМ высокого и низкого уровня
Модуляторы AM могут быть классифицированы как высокоуровневые или низкоуровневые, в зависимости от их уровня в общей сигнальной цепи.
- Модулятор высокого уровня: Модулятор высокого уровня определяется как модулятор, который модулирует секцию высокой мощности схемы, обычно конечный РЧ-усилитель. Его преимущество состоит в том, что линейные усилители не требуются для каскадов РЧ-усиления после применения АМ-модуляции. Недостатком является то, что необходимы усилители звука высокой мощности. Для широковещательных передатчиков, где используются очень высокие уровни мощности, для вывода звука могут использоваться усилители класса D или класса E.
- Модулятор низкого уровня: Модулятор AM низкого уровня — это модулятор, в котором модуляция применяется к каскаду малой мощности передатчика, обычно на каскадах генерации РЧ или через области цифровой обработки сигналов. Недостатком этого подхода является то, что для ВЧ каскадов требуется линейное усиление.
Анодный или пластинчатый модулятор
Для этой формы модулятора AM требовался мощный звуковой усилитель для передачи звука на анод или пластину вакуумной лампы / термоэлектронного клапана.
Таким образом, аудио модулирует напряжение, подаваемое на оконечный усилитель, и уровень выходного сигнала модулируется в соответствии со звуком. Эта форма модуляции называется модуляцией высокого уровня, и уровень мощности звука должен составлять 50% от мощности РЧ усилителя, чтобы обеспечить 100% модуляцию.
Обычно трансформатор используется для включения выхода аудиоусилителя для управления анодным напряжением конечного усилителя мощности в передатчике. Звуковой трансформатор вставляется в линию, соединяющую анодную цепь с источником питания.Таким образом он модулирует анодное напряжение.
Применение модуляции к оконечному усилителю РЧ означает, что все усилители РЧ могут работать в классе C, что делает РЧ цепь более эффективной. Если бы звук был применен к более ранним усилителям, все более поздние должны были бы быть линейными.
Полупроводниковые устройства, как биполярные транзисторы, так и полевые транзисторы, также могут использоваться в одной конфигурации.
Heising или AM модулятор постоянного тока
Эта форма модулятора AM во многих отношениях очень похожа на обычную пластинчатую модуляцию с использованием традиционного трансформатора.Этот тип модулятора AM также известен как модулятор дросселя из-за того, что в нем используется дроссель, а не трансформатор.
В схеме модулятора напряжение на аноде или пластине ВЧ усилителя подается через дроссель. Анод для аудиоусилителя также питается через тот же дроссель, и в результате клапан / трубка аудиоусилителя отводит ток от усилителя RF. Дроссель действует как источник постоянного тока в звуковом диапазоне.
Хотя этот тип схемы модулятора AM дешевле, потому что звуковые дроссели дешевле звуковых трансформаторов, он имеет сравнительно низкий КПД.
Модулятор сетки
Другой метод создания модулятора AM — это подача звука на сетку конечного (или другого) усилителя. Это имеет то преимущество, что требуется гораздо более низкий уровень модуляции.
В этом типе модулятора AM входные сигналы, включая RF, а также AF и смещение постоянного тока, подаются на сеть усилителя, который будет работать в классе C.
Модулирующий AF действует поверх существующего смещения постоянного тока и изменяет уровень напряжения, подаваемого на сеть.Это изменяет рабочую точку для RF, которая работает в классе C.
Общий эффект системы заключается в наложении или модуляции звука на РЧ-сигнал.
Модуляторына основе сетки не были так успешны, как модуляторы на основе анода, потому что, если не было тщательно спроектировано, уровни искажения модуляторов сетки могли быть намного выше.
Другие важные темы по радио:
Радиосигналы
Типы и методы модуляции
Амплитудная модуляция
Модуляция частоты
OFDM
ВЧ микширование
Петли фазовой автоподстройки частоты
Синтезаторы частот
Пассивная интермодуляция
ВЧ аттенюаторы
RF фильтры
RF циркулятор
Типы радиоприемников
Радио Superhet
Избирательность приемника
Чувствительность приемника
Обработка сильного сигнала приемника
Динамический диапазон приемника
Вернуться в меню тем радио.
. .
AM Модулятор
AM Модулятор Модулятор AMВ этой схеме используются два генератора сигналов для имитации РЧ несущей с амплитудной модуляцией. волна. Выход может использоваться для моделирования реакции контуров LC и резервуара. Банкноты
В этой схеме используются два генератора сигналов, один из которых представляет высокочастотную (200 кГц) РЧ несущую, VG2, другой генератор сигналов, используется для ввода аудиосигнала 1 кГц. Два сигнала смешиваются и усиливается транзистором, и на коллекторе появляется амплитудно-модулированный сигнал. BC548.Компонент постоянного тока удаляется C2 и R3, и выход RF теперь появляется через нагрузочный резистор R3. Приведенные ниже осциллограммы созданы с использованием Tina.
Список соединений Spice
Список соединений Spice показан ниже. Скопируйте все строки между * AM и .END и вставьте в новый
текстовый файл с именем vmod.cir или аналогичный.
* AM RF модулятор
.
AC DEC 16 1 1.0MEG
.TRAN 4U 2M
.DC LIN VG2 0 1 10M
.PLOT V (3)
Vcc 1 0 30
VG2 2 0 DC 0 AC 1 0 SIN ( 0 10M 200K 0 0-90)
VG1 4 0 DC 0 AC 1 0 SIN (0 5 1K 0 0-90)
C3 5 0 100N
C2 6 3 470P
C1 2 7 100N
R5 0 7 15K
R4 7 1 56К
R3 0 3 1К
R2 4 5 4.7K
R1 1 6 10K
QT1 6 7 5 Q_BC548_N
.MODEL Q_BC548_N NPN (IS = 16,9F NF = 1 NR = 1 RE = 567M RC = 1
+ RB = 10 VAF = 56,7 VAR = 28,3 ISE = 154F ISC = 154F
+ NE = 1,5 NC = 1,5 BF = 1,16K BR = 5 IKF = 29,5M
+ IKR = 29,5M CJC = 3,35P CJE = 6,85P VJC = 3,57 VJE = 1,09
+ MJC = 489M MJE = 432M TF = 796P TR = 103N EG = 1.11
+ KF = 0 AF = 1)
.END
Для вывода в Spice Opus запустите программу и загрузите новый vmod.cir Модулированный
сигнал появляется на R3, который теперь является узлом 3 и землей.После загрузки схемы
команда «листинг» отобразит список соединений. Команда «запустить» затем смоделирует схему,
«display» напечатает список всех переменных в цепи.
Командный сюжет v (3) будет
отобразить амплитудно-частотную волну между узлом 3 и 0, т.е. нагрузочным резистором R3.
Примечание для ускорения моделирования, несущая RF была ограничена только 200 кГц, а выход форма волны просто показывает два полных цикла звуковой волны, то есть 2 мс в качестве модулирующей частоты составляет 1к. Вскоре на моих страницах появятся уроки по специям.
Простой модулятор AM
Простой модулятор AMВведение
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 большая версия со всеми деталями.
Секция звукового усилителя
Звуковой сигнал подключается к CN1 и CN2. Входной этап
разработан для стереофонических сигналов 0,7 В среднеквадратического значения (2 В размах) и имеет
импеданс 47 кОм, потому что это обычно то, что нужно
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 монофонические 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 — обычный малошумящий операционный усилитель звука NE5532.
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 на увеличение
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 как резервуар 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 оператора связи
В этой схеме несущая частота генерируется кристаллом осциллятор.Использование VFO было рассмотрено из-за его простоты, но нейтрализация тепловой дрейф сделает схему более сложной в настройке, 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 характеристикой.
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 СВЧ-частоте 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 изменением напряжения коллектора, если T1
со звуковым сигналом, обеспечиваемым U1: B и точкой смещения
аудиоусилитель устанавливает мощность несущей и пиковую мощность огибающей
имеется в наличии.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 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. Когда звука нет, модулятор смещен на 5 В постоянного тока. (налагается R1 и R4). Аудиомодуляция 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
предотвращает 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 смещения частоты среза вверх.Уменьшение вдвое всех значений удвоит порог и полосу задержки частоты.
На выходе уровень несущей 2 Vpp на 50 Ом, означает 10 мВт (+10 дБмВт) 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 ВЧ
утечка 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 мощности. 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 хлама. Конечно, учитывая относительно низкую радиочастоту, любые другие методы сборки тоже подойдут, но сборка печатной платы намного более легкая работа.Все разъемы припаяны непосредственно к печатной плате и без кабелей. необходим. Схема сборки видна на рисунке ниже. Щелкните, чтобы увеличить версию со всеми подробностями.
Счет за материалы.
Для желающих изготовить печатную плату макет виден в рисунок ниже. Точные размеры 114,3 x 68,6 мм 2 и это вид снизу (со стороны припоя).
На картинке ниже показана полностью собранная плата.
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, создаваемый U2.
Тестирование схемы
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 хорошо 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 схема генератора.
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 выходом
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 В среднекв., +10 дБм),
как и ожидалось.
Теперь посмотрим на выходной спектр. Поскольку мощность низкая, выход можно напрямую подключить ко входу анализатора спектра, не рискуя 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 сняты с помощью осциллографа и нашли 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 импедансом.
аудиоисточника. Осциллограф подключается к
выход платы, нагруженный 50 Ом.
Этот сигнал виден на рисунке ниже (канал 2, желтый).Для сравнения звуковой сигнал измеряется как
хорошо (Ch3, розовый) и воспользоваться дополнительным
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, а 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 на подключенном 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 трапеция демонстрирует хорошую линейность. В противном случае две наклонные стороны были изогнутыми. При увеличении коэффициента модуляции трапеция становится треугольником (модуляция 100%) и треугольником плюс линия (перемодуляция). 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 установлены 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 представлен на рисунке ниже: носитель виден
в центре и боковые полосы симметричны ему.
Модуляция шире ожидаемых 9 кГц,
потому что фильтры нижних частот в U1 имеют только
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
полувековой давности может оказаться не так эффективно, как следовало бы.
Это может привести к поражению электрическим током.
Существует риск наличия сетевого потенциала на шасси радиостанции.
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, потому что 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 это решение все равно обсуждается.Если учесть, что сила сигнала S9 (50 мкВ) представляет
–73 дБм (на 50 Ом) и что мощность
имеющееся 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
мощность сигнала будет компенсирована автоматическим регулированием усиления
радио.
Мы просто хотим избежать слишком сильного сигнала, который может ввести
искажение и слишком слабый сигнал, который может внести шум.
Подойдет любой аттенюатор в диапазоне от 80 до 90 дБ.
Тот, что показан на рисунке ниже, ослабляет 90 дБ, а также
преобразует импеданс 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 нет риска поражения электрическим током в случае плохая радиоизоляция.
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 примерно 8 витков тонкой заизолированный провод диаметром около 110 мм и подключите его напрямую к выходу модулятора через коаксиальный кабель. Размеры и геометрия катушки не имеют решающего значения. Затем нужно попытаться получить лучшее сцепление, перемещая катушку положение и ориентация возле магнитолы.В зависимости от модели катушка может располагаться сзади, снизу или рядом с радио. Обычно схема антенного тюнера находится в непосредственной близости от переключатель диапазона, если он есть в приемнике.
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 мы действительно муфта «трансформаторного» типа и что ВЧ энергия не излучается 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.
Как создать волну с амплитудной модуляцией
Модуляция AM — это своего рода метод модуляции, который используется с самых первых дней беспроводной передачи данных. В системе радиопередачи существует связь между диапазонами частот, которые могут передаваться без проводов, с длиной передающей антенны. Отношения обратно пропорциональны друг другу, это означает, что по мере увеличения частоты передаваемого сигнала длина антенны может быть уменьшена, а по мере уменьшения частоты передаваемого сигнала длина передающей антенны должна соответственно увеличиваться.
Используя антенну в несколько метров, можно легко передавать частоты в диапазоне МГц на расстояние. Основная цель беспроводной передающей системы в первые дни заключалась в передаче аудиосигналов, но для передачи аудиосигналов, находящихся в диапазоне нескольких кГц, требовалась антенна высотой более километра.
Поскольку было практически невозможно построить такую длинную антенну, высокочастотные сигналы передаются после их модуляции низкочастотными звуковыми сигналами.
Амплитудная модуляция — это простейший метод модуляции среди множества используемых методов модуляции. Амплитудной модуляции высокочастотного сигнала легко добиться, а демодуляция также проста по сравнению с другими методами. Высокочастотный сигнал, который модулируется для передачи низкочастотных аудиосигналов, называется «несущей частотой», а аудиосигналы, используемые для модуляции, называются «модулирующим сигналом», «сигналом сообщения» или «сигналом основной полосы частот».В этой статье показано, как сгенерировать амплитудную модуляцию (AM) с помощью простейшей схемы.
ОПИСАНИЕ:
Чтобы продемонстрировать AM модуляцию сигнала несущей с сигналом сообщения, также созданы схемы как сигнала несущей, так и сигнала сообщения, детали которых будут обсуждаться в следующем разделе.
Несущий сигнал и сигнал сообщения, используемые в этом проекте, представляют собой чистые синусоидальные волны.Следовательно, всю схему можно разделить на три блока:
1. Генератор несущей частоты (высокочастотная синусоида)
2. Генератор частоты сообщений (низкочастотная синусоида)
3. Модулятор AM.
Блок-схема модуляции AM, используемая в этом проекте, показана на следующей диаграмме;
Рис.1: Блок-схема AM-модуляции
Как для высокочастотного несущего сигнала, так и для низкочастотного сигнала сообщения разработаны точно такие же схемы генерации синусоидальной волны, но частоты устанавливаются на высокие и низкие соответственно с помощью их переменных составляющих.Следовательно, в этом проекте есть две аналогичные схемы генератора синусоидальной волны переменной частоты и схема модулятора AM.
Генератор синусоидальной волны переменной частоты
Схема генерации синусоидальной волны, используемая в этом проекте, представляет собой схему генератора на мосту Вина.
Это единственная схема, которая может генерировать чистую синусоидальную волну без каких-либо искажений. Компонент усилителя, используемый в схеме моста Вина, представляет собой операционный усилитель с двойным источником питания. Обе схемы построены на универсальной микросхеме 741 операционного усилителя.Схема генератора синусоидальной волны показана на следующем рисунке.
Рис.2: Принципиальная схема генератора синусоидальной волны
Частота вышеуказанной схемы может быть изменена простым изменением потенциометра R2, а амплитуда формы волны может регулироваться изменением потенциометра R. Частота синусоидальной волны, генерируемой вышеуказанной схемой, зависит от компонентов R1, R2. , C1 и C2, а уравнение для частоты приведено ниже;
Изображение схемы, созданной для генерации сигнала переноса, показано ниже;
Фиг.3: Несет цепь генератора частоты (высокочастотные волны) на макетной плате
Затем схема настраивается для генерации высокочастотной синусоидальной волны, которую можно наблюдать в CRO, как показано на следующем изображении;
Рис.
4: Форма волны несущей частоты при модуляции AM, отображаемая на CRO
Точно такая же схема снова подключена к макетной плате, и на этот раз схема настроена на генерирование синусоидальной волны низкой частоты. Две схемы генерации синусоидальной волны, подключенные к макетной плате, показаны на следующем изображении;
Фиг.5: Схема генерации двух синусоидальных волн на макетной плате
Генератор переменного синусоидального сигнала
Волна, генерируемая двумя контурами, может быть подключена к CRO с помощью двух каналов CRO и может наблюдаться вместе на экране CRO. На следующем рисунке показаны синусоидальные волны высокой и низкой частоты, отображаемые на экране CRO;
Рис. 6: Высокая частота и Низкая частота Синусоидальные волны, отображаемые на экране CRO
Мостовые схемы Вина, показанные на рисунке выше, могут быть настроены для диапазона частот, который может быть вычислен с использованием частотного уравнения, упомянутого выше.
Согласно частотному уравнению частота зависит от значений R1, R2, C1 и C2, и, поскольку сопротивление R1 и емкости C1 и C2 имеют фиксированные значения в цепи, частоту можно регулировать, изменяя сопротивление потенциометра R2. один. Потенциометр R2 выбран на 100K, чтобы генерировать широкий частотный диапазон. По мере увеличения значения R2 частота уменьшается в соответствии с частотным уравнением. Схема предназначена для создания частот только выше 100 Гц, поэтому значения других компонентов, влияющих на частоту, выбираются соответствующим образом.-6
Экспериментально наблюдаемая минимальная частота при использовании этой схемы составляет 166 Гц, что очень близко к теоретическому значению.
Согласно уравнению частоты, когда R2 равен нулю, схема будет генерировать бесконечную частоту, но практически это невозможно. Минимальное значение резистора R2, которое может генерировать синусоидальную волну с меньшими искажениями, было протестировано и составило 130 Ом.
При таком низком значении R2 схема будет производить максимальную частоту, и ее можно рассчитать, используя уравнение частоты, как показано ниже;
Экспериментально наблюдаемая максимальная частота при использовании этой схемы при том же значении R2 составляет 4166 Гц, что оправдывает расчет.Следовательно, используя схему генератора синусоидальной волны переменной частоты на мосту Вина, можно легко сгенерировать синусоидальную волну с частотой в диапазоне от 200 Гц до 4 кГц.
В целях демонстрации модуляции AM одна схема настроена для генерации высокой частоты около 4 кГц, а другая схема настроена для генерации частоты около 500 Гц. Цепь 4 кГц действует как генератор несущей, а цепь синусоидальной волны низкой частоты 500 Гц действует как генератор сигнала сообщения.
AM Модулятор
Модулятор AM
Существуют различные типы схем, которые могут производить модуляцию AM.Наиболее распространенными среди них являются схемы на основе транзисторов.
Для схем на основе транзисторов требуется правильное смещение, и одного транзистора в большинстве случаев недостаточно для обработки как положительных, так и отрицательных циклов сигналов большой амплитуды. Существуют индукторы или схемы на основе катушек, которые также могут производить модуляцию AM, но они также требуют правильной настройки и уязвимы для шума в окружающей среде.
Самая простая и стабильная схема модулятора AM может быть разработана с помощью полевого транзистора.Несущая волна может проходить через канал полевого транзистора, а сигнал сообщения может использоваться для изменения ширины канала, и, следовательно, можно достичь простейшей модуляции AM.
В качестве модулятора АМ используется N-канальный полевой транзистор BFW10. Сигнал несущей подается по N-каналу от истока к стоку полевого транзистора, который затем модулируется путем подачи сигнала сообщения на затвор полевого транзистора. Схема, построенная на основе BFW10, который может действовать как модулятор AM, показана на следующем изображении;
Фиг.
7: Принципиальная схема AM-модулятора, построенного на N-канальном полевом транзисторе, BFW10
По сравнению с другими схемами, проектирование компонентов, используемых в этих схемах, не требует сложных вычислений. R1 используется в качестве токоограничивающего резистора, а резистор R3 используется для создания разумного падения напряжения, когда через него протекает ток сигнала AM, так что можно получить напряжение сигнала AM через него. R3 снова является токоограничивающим резистором для базы полевого транзистора, и он выбран как потенциометр, так что, изменяя его, можно продемонстрировать, что глубина модуляции меняется.Глубина модуляции просто означает величину амплитуды сигнала сообщения, которая должна присутствовать в данной амплитуде несущего сигнала. Несущая волна подается через резистор R1 на полевой транзистор, а волна сообщения применяется к затвору Полевой транзистор через потенциометр R2. Потенциометр R2 можно изменять для регулировки глубины модуляции. Схема, созданная для модулятора AM с использованием BFW10, показана на следующем изображении;
Рис.
8: Модулятор AM с использованием схемы BFW10 на макетной плате
Несущий сигнал проходит через N-канал полевого транзистора, и по мере их прохождения напряжение сигнала сообщения на затворе полевого транзистора непрерывно увеличивается и уменьшает ширину N-канала.Таким образом, несущий сигнал, протекающий по каналу, испытывает увеличение и уменьшение сопротивления, соответствующее увеличению или уменьшению амплитуды сигнала сообщения. С этого момента амплитуда несущего сигнала изменяется в соответствии с сигналом сообщения, когда он проходит через N-канал. Этот модулированный сигнал несущей амплитуды появляется через источник полевого транзистора и землю как волна AM.
Волна AM, генерируемая схемой и отображаемая в CRO, показана на следующих изображениях;
Фиг.9: AM волна, генерируемая схемой модулятора AM, отображаемая на CRO
Рис.10: AM-волна, генерируемая схемой AM-модулятора, отображаемая на экране CRO
Полная схема AM поколения
Рис.
11: Принципиальная электрическая схема AM поколения
Учебная серия по электричеству и электронике ВМС (NEETS), модуль 12
Модуль 12 — Принципы модуляцииСтраницы i — ix, От 1-1 до 1-10, С 1-11 по 1-20, 1-21 до 1-30, 1-31 до 1-40, 1-41 до 1-50, От 1-51 до 1-60, С 1-61 по 1-70, 1-71 по 1-75, От 2-1 до 2-10, 2-11 до 2-20, 2-21 до 2-30, 2-31 до 2-40, 2-41 до 2-50, От 2-51 до 2-60, 2-61 по 2-64, С 3-1 по 3-10, 3-11 до 3-20, С 3-21 до 3-30, От 3-31 до 3-35, от AI-1 до AI-6, Index-1 к 2, Назначение 1, 2
модулятор изменяет
напряжение катода для создания огибающей модуляции.Поскольку катод включен последовательно с сеткой и пластиной
цепей, вы должны увидеть, что изменение напряжения на катоде эффективно изменит напряжение
другие трубчатые элементы. Правильно контролируя напряжения на лампе, вы можете заставить катодный модулятор
работают в форме пластинчатой модуляции с высокой эффективностью.
Обычно катодный модулятор предназначен для выполнения
примерно на полпути между уровнями пластинчатого и сеточного модулятора, используя преимущества каждого типа.При работе между
два уровня, модулятор обеспечивает более линейный выход с умеренной эффективностью и умеренной мощностью звука
требование.
На рисунке 1-50 ВЧ несущая применяется к сетке V1, а модулирующий сигнал применяется последовательно. с катодом через Т1. Поскольку модулирующий сигнал эффективно идет последовательно с напряжением сетки и пластины, требуемый уровень модулирующего напряжения будет определяться соотношением трех напряжений.В модуляция происходит в пластинчатом контуре, при этом пластинчатый резервуар развивает огибающую модуляции, как и раньше. в пластинчатом модуляторах.
Рисунок 1-50. — Катодный модулятор.
Модулятор инжекции эмиттера
Это транзисторный эквивалент катода
модулятор.
МОДУЛЯТОР ВПРЫСКА ЭМИТТЕРА имеет те же характеристики, что и модулятор ВПРЫСКАНИЯ, описанный выше.
ранее.Это
1-61
модулятор крайне низкого уровня, который используется в портативном оборудовании. При эмиттерно-инжекционной модуляции
коэффициент усиления ВЧ-усилителя изменяется в зависимости от напряжения на эмиттере. Изменение напряжения вызвано
введение модулирующего сигнала в схему эмиттера Q1, как показано на рисунке 1-51. Здесь
модулирующее напряжение добавляет или вычитает из смещения транзистора. Изменение смещения вызывает смену коллектора
ток и приводит к гетеродинирующему действию.Огибающая модуляции развивается по резервуару-коллектору.
схема.
Рисунок 1-51. — Эмиттерно-инжекторный модулятор.
Q-44. Когда используется модулятор управляющей сетки?
Q-45. К какому типу модулятора относится катодный модулятор (низкий или высокий уровень)?
Q-46.
Что вызывает изменение тока коллектора в эмиттерно-инжекционном модуляторах?
Вы изучили шесть методов амплитудной модуляции.Это не единственные доступные методы, но они самые распространенные. Все методы модуляции AM используют одну и ту же теорию гетеродинирования в нелинейном устройство. Модуляция АМ — один из самых простых и наименее дорогих типов модуляции. Главная К недостаткам AM модуляции можно отнести восприимчивость к шумовым помехам и неэффективность передатчика. Мощность тратится на передачу несущей частоты, потому что она не содержит интеллекта AM.В следующий В главе вы изучите другие формы модуляции, которые были разработаны для преодоления этих недостатков.
РЕЗЮМЕ
Теперь, когда вы завершили эту главу, уместно сделать краткий обзор того, что вы узнали.
Следующее резюме освежит вашу память об амплитудной модуляции, ее основных принципах и типичных
схема, используемая для генерации этой модуляции.
SINE WAVE — основа для всех сложных формы волны и генерируется при перемещении катушки через магнитное поле.
1-62
АМПЛИТУДА (мгновенное напряжение) катушки определяется по формуле:
ФАЗА или УГОЛ ФАЗЫ — это угол, который существует между стартовым положение вектора, генерирующего синусоидальную волну, и его положение в данный момент.
ЧАСТОТА — скорость вращения вектора.
ГЕТЕРОДИНИНГ — это процесс смешения двух
различные частоты по нелинейному импедансу, чтобы получить ИСХОДНЫЕ частоты, частоту СУММ и
РАЗНИЦА частоты.
1-63
МОДУЛЯЦИЯ НЕПРЕРЫВНОЙ ВОЛНЫ — это основная форма радиочастотной связи. Это по сути
двухпозиционная манипуляция носителя РФ.
HAND-OPERATED и MACHINE KEYING — это два типа CW манипуляции. ПЛАСТИНА , CATHODE и BLOCKED-GRID KEYING — это схемы, обычно используемые в ручных и машинный ключ.
КЛЮЧЕВЫЕ РЕЛЕ используются для обеспечения безопасности и соответствия текущим требованиям в передатчиках большой мощности.
1-64
ФИЛЬТРЫ КЛАВИШИ используются для предотвращения помех в передатчиках CW.
Несмотря на то, что это относительно медленный метод передачи, СВЯЗЬ CW очень надежна в тяжелых условиях. шумовые условия для работы на больших расстояниях.
ПЕРЕДАТЧИКИ CW ОДНОСТУПЕНЧАТЫЕ могут быть изготовлены подключение выхода генератора к антенне.
1-65
МНОГОСТУПЕНЧАТЫЕ ПЕРЕДАТЧИКИ CW используются для улучшения стабильности частоты и увеличения выходной мощности
мощность.
A МИКРОФОН — это преобразователь энергии, который преобразует звуковую энергию в электрическую.
A УГЛЕРОДНЫЙ МИКРОФОН использует угольные гранулы и внешний аккумулятор для генерации AF напряжения от звуковых волн.
1-66
CRYSTAL MICROPHONE использует пьезоэлектрический эффект для генерации выходного напряжения.
A ДИНАМИЧЕСКИЙ МИКРОФОН использует катушку из тонкой проволоки, установленную на задней части диафрагмы, расположенной в магнитном поле постоянного магнита.
1-67
МАГНИТНЫЙ МИКРОФОН использует движущийся якорь в магнитном поле для генерации выходного сигнала.
ЧАСТОТНЫЙ СПЕКТР модулированной волны можно удобно проиллюстрировать в виде графика
как частота в зависимости от амплитуды.
1-68
КОНВЕРТ МОДУЛЯЦИИ — это форма волны, наблюдаемая, когда несущая, верхняя боковая полоса и НИЖНЯЯ ПОЛОСА объединены в единый импеданс и измеряются как зависимость времени от амплитуды.
BANDWIDTH RF-сигнала — это объем пространства в частотном спектре, используемый сигнал.
ПРОЦЕНТ МОДУЛЯЦИИ — это мера относительных величин RF несущая и модулирующий сигнал AF.
1-69
ВЫСОКОУРОВНЕВАЯ МОДУЛЯЦИЯ — модуляция, произведенная в пластинчатой цепи последнего радиокаскада. системы.
МОДУЛЯЦИЯ НИЗКОГО УРОВНЯ — модуляция, произведенная на более ранней стадии, чем конечный усилитель мощности.
PLATE MODULATOR — модулятор высокого уровня.В
трубка модулятора должна иметь возможность изменять напряжение питания пластины конечного усилителя мощности.
Он должен варьировать
напряжение на пластине, так что импульсы тока пластины будут варьироваться от 0 до почти вдвое больше немодулированного значения до
добиться 100-процентной модуляции.
1-70
NEETS Содержание
- Введение в материю, энергию, и постоянного тока
- Введение в переменный ток и трансформаторы
- Введение в защиту цепей, Контроль и измерение
- Введение в электрические проводники, проводку Методы и схемы чтения
- Введение в генераторы и двигатели
- Введение в электронную эмиссию, трубки, и блоки питания
- Введение в твердотельные устройства и Блоки питания
- Введение в усилители
- Введение в генерацию волн и формирование волн Цепи
- Введение в распространение и передачу волн Линии и антенны
- Принципы СВЧ
- Принципы модуляции
- Введение в системы счисления и логические схемы
- Введение в микроэлектронику
- Принципы синхронизаторов, сервоприводов и гироскопов
- Знакомство с испытательным оборудованием
- Принципы радиочастотной связи
- Принципы работы радаров
- Справочник техника, Главный глоссарий
- Методы и практика испытаний
- Введение в цифровые компьютеры
- Магнитная запись
- Введение в волоконную оптику
Курсы — ECOMMS 11 — Lab 2
Лаборатория Проект 2 — Модуляция и обнаружение AM и DSB-SC
Цели
Этот лабораторный проект состоит из 2 частей.
В части 1 вы исследуете
производительность простого детектора огибающей. В Части 2 вы
будет генерировать и обнаруживать полосовые сигналы AM и DSB-SC, используя
LM1596 / LM1496 Сбалансированный модулятор-демодулятор.
В обеих частях вы протестируете систему с однотональным AM (с и без добавления гауссовского шума) и многотональных сигналов AM (без добавлен шум).
Оборудование и программное обеспечение
* Генератор функций HP 33120A / Генератор сигналов произвольной формы
* Осциллограф Agilent Infiniium
* 1N4148 / 914 Переключающий диод
* Четырехъядерный операционный усилитель LM324.Скачать техническое описание
* LM1596 / LM1496 / MC1496 ИС симметричного модулятора-демодулятора (2x). Скачать паспорт
* Резисторы и конденсаторы в ассортименте (в зависимости от конструкции).
* Колонки для ПК
* 3,5 мм стерео — штырьковый кабель B.B
* Breakout Box
* Программное обеспечение для аудиоплеера на ПК
* CD / mp3 с вашей любимой музыкой!
* MATLAB (с Instrument Control Toolbox)
* Функции подключения MATLAB: >> writefunc (.) , >> область видимости (.)Нажмите здесь для руководства по подключению прибора и загрузки функции Matlab
Подключение прибора
В этой и будущих лабораториях от вас потребуется отправлять и собирать
данные к различным приборам на станции. Для этого вам нужно
необходимо активное соединение с инструментами, открывая и обновляя
инструменты в библиотеках ввода-вывода Agilent.Щелкните Пуск> Все программы> Agilent.
Набор библиотек ввода-вывода> Agilent Connection Expert. Когда программное обеспечение
открыт, нажимайте кнопку обновления, пока значки инструментов
зеленый.
Очевидно, инструменты нужно будет включить и
прошедшие инициализацию до того, как они будут обнаружены Connection Expert.
Вам также понадобится индекс платы («номер» интерфейса card) и GPIB-адрес прибора.Чтобы найти доску index, откройте ссылку tmtool в Matlab> Start> Toolboxes> Instrument Control> Test and Measurement Tool (tmtool) ИЛИ тип >> tmtool в командном окне Matlab. Разверните оборудование, а затем GPIB вкладка на левой панели. Индекс платы должен быть либо 7, либо 8. Вы увидите, что платы, к которым подключены инструменты будет расширяться. Адреса GPIB одинаковы для всех инструментов в Лаборатории смешанных сигналов:
Осциллограф: 7
HP8648A: 9
HP33120A (верхний): 10
HP33120A (нижний): 11
HP34970A: 12
Keithley 2000/2100: 16
HP / Agilent E3631A: 5
-> Пожалуйста прочтите руководство по подключению для получения полной информации
Часть 1
* Схема и компоновка показанной схемы пассивного детектора огибающей на рисунке 1.
Расчетное уравнение для ФНЧ первого порядка фильтр:
* C2 — конденсатор связи, выбранный таким образом, что C2 >> C1. Обратите внимание, что этот конденсатор также образует фильтр с сопротивлением нагрузки. В качестве исходных проектных параметров выберите частоту среза 5 кГц. (В рамках теоретического раздела вашего отчета ожидается, что чтобы вывести это расчетное уравнение).
Рис. 1. Цепь пассивного детектора огибающей
Обнаружение однотонального AM: без добавления гауссова Шум
* Используя HP / Agilent Arb. Генератор функций, сгенерируйте АМ волна с несущей частотой 600 кГц (в диапазоне АМ) и частота модуляции 1 кГц (однотональный).
Подайте этот сигнал вход детектора огибающей.
— Изменяйте глубину модуляции от 10% до 120%.
— Для каждой глубины модуляции наблюдайте и фиксируйте в цифровом виде входные и выходные сигналы с использованием функции MATLAB scopedat.m.
— Выполните спектральный анализ входных и выходных сигналов. Наблюдайте за спектральными составляющими из-за пульсации и гармонических искажений. Вы можете просмотреть спектр сигнала с помощью осциллографа. Функция FFT-Magnitude перед извлечением данных в MATLAB.Использовать БПФ осциллографа правильно, вам, вероятно, придется вручную установить диапазон частот и центр. Как и при любом спектральном анализе, вы должны иметь представление о том, какие частоты вы ищете (выберите эти настройки соответственно).
— Слушайте выходной сигнал через динамики ПК.Обратите внимание, что динамики ПК и аудиовыход большинства бытовой электроники в стерео. Это означает, что каждый правый / левый канал имеет отдельный звуковой сигнал.В этой лаборатории, используя только один детектор, вы сможет прослушивать только один канал звука и будет эффективно быть «моно».
— Сравните сигнал с чистым тоном той же частоты.* Установите оптимальное значение индекса модуляции (максимальное значение для минимальные искажения) и измените частоту модулирующего сигнала до определить ширину полосы детектора 3 дБ (значение, при котором выходной сигнал падает до 0.707 от максимального значения).
* Поэкспериментируйте, изменив несущую частоту и / или отсечку частота ФНЧ.
Multi-Tone AM Detection: без добавления гауссова Шум
На рисунке 2 показана общая блок-схема для этой части лабораторный проект.
Рисунок 2: Генерация и обнаружение многотональной AM.
* Получите многотональный сигнал основной полосы частот, проиграв компакт-диск на своем ПК, mp3 на вашем любимом портативном аудиоустройстве или mp3 на вашем ПК и подключившись к выходу цифро-аналогового преобразователя звуковой карты (т.е.е. разъем для наушников). Используйте прилагаемый 3,5-мм стереокабель на B.B. для подключения аудиосигнала ко входу схемы предусилителя (требуется только один канал стереосигнала. ВНИМАНИЕ: Перед подключив ЛЮБОЙ источник звука к вашей цепи, убедитесь, что отсутствие коротких замыканий и правильный путь прохождения сигнала. Повреждение аудио источник может возникнуть, если система неправильно подключена.
* Подайте этот сигнал основной полосы во внешний источник модуляции AM вход, расположенный на задней панели генератора функций HP / Agilent 33120A.
* Установите функциональный генератор на AM с ВНЕШНИМ источником. Там должна быть строка ‘EXT’, отображаемая на передней панели, указывающая АМ-модулятор функционального генератора будет использовать внешний порт в качестве источника модуляции.
* Выберите подходящую несущую частоту в диапазоне AM вещания. («средние волны» AM наиболее распространены для радиовещания AM) и генерируют сигнал AM.
* Наблюдайте за модулированным сигналом на осциллографе. Меняйте глубина модуляции за счет изменения коэффициента усиления операционного усилителя. Также поэкспериментируйте, уменьшив амплитуду несущей — это эффективно увеличить глубину модуляции, если сигнал модуляции амплитуда остается фиксированной, но снижает общую мощность сигнала.
* Подайте многотональный сигнал AM на вход огибающей. детектор.Для каждой глубины модуляции:
— Наблюдать, рассчитывать глубину модуляции и фиксировать в цифровом виде формы входных и выходных сигналов.
— Выполните спектральный анализ входных и выходных сигналов.
Обнаружение однотонального AM: с добавлением Гаусса Шум
* Повторите эксперимент по обнаружению однотонального сигнала AM с помощью цифрового синтез однотональных сигналов AM с изменяющимся SNR в MATLAB как и в лабораторной работе 1.Как всегда, особое внимание уделите отбору проб. длительность синтезированной формы волны, а также частоту и настройки амплитуды функционального генератора. На рисунке 3 показан общая блок-схема для этой части лабораторного проекта.
Рисунок 3: Блок-схема подхода к обнаружению однотонального АМ с добавленным гауссовым шумом.* На каждом этапе записывайте свои наблюдения и выводы.
Часть 2
Задача части 2 — наблюдать (как во времени, так и в спектральной доменов) и слушайте, как аудио прогрессирует по модуляции-демодуляции системы, как при наличии, так и при отсутствии добавленного гауссова шума.
* Предварительная лаборатория: Создайте схемы, показанные на рисунках 4 и 5.Попросите ВСЕХ членов команды проверить возможность подключения и значения деталей. На макете должно быть достаточно места, чтобы разместить все схемы в этой лаборатории (сначала разместите ИС, оставив достаточно места для компонентов). Аудио предусилитель (построенный на LM324) и Детектор конвертов должен занимать минимум места. Ты обязательно не торопитесь и выполняйте аккуратную работу. Время, проведенное здесь значительно снизит вероятность ошибки или повреждения IC и убедитесь, что остальные лабораторные задачи проходят гладко.
* Реализуйте схему модулятора DSB-SC, показанную на рисунке 4 ниже. В качестве первоначального теста определите реакцию системы, накормив два тоны звуковой частоты (<20 кГц) на входные контакты. Перевозчик амплитуда сигнала должна составлять 300 мВ (среднеквадратичное значение) или около 1 В пик. Соблюдайте осциллографа и прослушивайте выходной сигнал с помощью компьютерные колонки. ПРИМЕЧАНИЕ: если вы хотите услышать увеличение громкости Сигнал AM (который на слух демонстрирует «Амплитудную модуляцию») убедитесь, что вы выбрали подходящую частоту сообщений (т.е. ниже ~ 10 Гц). Если он будет слишком быстрым, он просто будет звучать как другой тон.
Рисунок 4: Схема применения модулятора LM1596 / LM1496 / MC1496. * Используйте устройство MC1496!* Теперь увеличьте частоту несущего сигнала до диапазона RF и наблюдайте за формами выходных сигналов. Измените нулевой потенциометр несущей (R12) для получения стандартной модуляции AM и DSB-SC (вы, вероятно, необходимо заменить два резистора 10 кОм (найдены в таблице данных версия) питание потенциометра парой резисторов 820 Ом чтобы получить заметную связь с несущей — это изменение отображается на схеме выше в компонентах R8 и R9).Наблюдайте за системой отклик как во временной, так и в спектральной областях (необходимо выполнить захват сигнала, за которым следует операция БПФ). Подтверждать нулевая несущая работает правильно, просматривая его на частоте домен (используйте функцию FFT-Magnitude осциллографа, чтобы увидеть его изменение в реальном времени’).
* Поэкспериментируйте с различными настройками несущей и частоты модуляции.
* Измените амплитуду сигнала модуляции — рассчитайте соответствующий изменения индекса модуляции.Определите спектральный отклик.
* Повторите эксперимент, добавив многотональный модулирующий сигнал (сгенерированный как в Части 1).
* Реализуйте схему обнаружения продукта, показанную в паспорте (воспроизведено на Рисунке 5 ниже). Проверить цепь, подавая многотональный АМ-сигнал с внешней модуляцией от вилки ( блок-схема для этой части аналогична рисунку 2; Кроме этого детектор огибающей заменен схемой демодулятора LM1496).Наблюдайте и слушайте аудиовыход.
Рисунок 5: Схема приложения для демодулятора LM1596 / LM1496. * Используйте версию MC1496!* Протестируйте цепь детектора продукта, подав в цифровом виде синтезированные однотональные сигналы AM и DSB-SC с различным SNR. Когда модулятор не может обнаружить сигнал сообщения? ПРИМЕЧАНИЕ: Схема демодулятора 1496 работает лучше всего, когда несущая частота выше 100 кГц.
* Подключите цепи модулятора-демодулятора и наблюдайте за сигналом. переход от ввода к выводу.
Обязательно к прочтению
* Разделы 4.11 — 4.13, 5.1 — 5.4 учебника.
* Руководства пользователя для генератора функций HP 33120A / сигналов произвольной формы Генератор, осциллографы Agilent серии Infiniium
Нажмите здесь для необходимого формата отчета по лабораторному проекту.
Нажмите здесь для предложений по хорошему лабораторному отчету.
Артикул:
* HP 33120A Генератор функций / Генератор сигналов произвольной формы Руководство пользователя
* Приложение B (стр. 650) в учебнике
* Жолт Папай, Технический университет Будапешта (TUB), «Эксперименты в области генерации гауссовского белого шума, HP Test and Measurements Уголок педагога, http: // www.home.agilent.com/upload/cmc_upload/All/Exp65.pdf
* Глава 4, 5 в texbook.
* Демонстрация класса: Выборка
* Демонстрация класса: Дискретный Преобразование Фурье
* Демонстрация класса: Spectrum Демонстрация класса Analyzer
*: амплитуда Модуляция
* Демонстрация класса: DSB-SC
Патенты и патентные заявки на амплитудный модулятор (класс 332/149)
Номер публикации: 20110280334
Abstract: Настоящее изобретение обеспечивает цифровой амплитудный модулятор и полярный передатчик, использующие их.Полярный передатчик включает в себя: полярный преобразователь для преобразования входного сигнала в сигнал информации амплитуды и сигнал информации фазы и вывода преобразованного сигнала информации об амплитуде и фазе; сигма-дельта модулятор для приема дробной части информационного сигнала амплитуды и генерирования корректирующего значения для целой части информационного сигнала амплитуды; фазовый модулятор для восходящей модуляции фазового информационного сигнала, выводимого из полярного преобразователя, и вывода несущих волн, включая фазовый информационный сигнал с восходящей модуляцией; и цифровой усилитель мощности для генерации выходного сигнала, амплитуда которого соответствует целой части информационного сигнала амплитуды, который подвергается коррекции с помощью корректирующего значения, и вывода, объединяющего выходной сигнал с выходным значением фазового модулятора для вывода комбинированный сигнал.
Тип: Заявление
Подано: 20 августа 2010 г.
Дата публикации: 17 ноября 2011 г.
Заявитель: SAMSUNG ELECTRO-MECHANICS CO., ООО
Изобретателей: Джун Хён Лим, Хан Джин Чо, Ён Иль Квон, Кён Хи Хон, Кун Шик Чо, Мён Су Ким
.