Модулятор радиопередатчика: Различия между разными типами радиопередатчиков

Содержание

Различия между разными типами радиопередатчиков

Радиопередатчик является важной частью любой системы связи. Функции передатчика реализуются поэтапно. Сначала формируется сигнал несущей, с помощью которого передается исходная информация. Сигнал, содержащий передаваемую (полезную) информацию, модулирует несущую. Сигнал с полезной информацией называется модулирующим, или информативным сигналом. Несущая, по сути, содержит модулированную информацию. Промодулированный сигнал усиливается до уровня, необходимого для передачи на требуемое расстояние. Оконечный каскад усиления реализован с помощью усилителя мощности (УМ), который является важным компонентом в любом радиопередатчике.

Сигнал с оконечного усилителя мощности, как правило, не сразу поступает в антенну. Между нею и усилителем находится специальное согласующее устройство, которое ограничивает внеполосное излучение передатчика и согласовывает выходной импеданс усилителя мощности с входным импедансом антенны, что необходимо для повышения КПД передатчика за счет снижения коэффициента стоячей волны (КСВ). Этот коэффициент определяет несогласованность антенны и выходного каскада передатчика. Завышенный КСВ не только снижает КПД передатчика, но и может стать причиной его выхода из строя. Идеальный КСВ равен единице, что на практике, особенно для передатчиков, работающих в широкой полосе частот, редко достижимо. Приемлемым КСВ считается тот, величина которого не превышает двух; в ряде случаев допускается его увеличение до трех.

Параметры УМ зависят от требований конкретного приложения, например диапазона его рабочих частот, дальности связи, вида модуляции, передающей антенной и чувствительности приемного устройства. Например, требования к мощности базовых станций сотовой связи постоянно растут. Ожидается, что уровни их мощности достигнут 100 Вт. В радиовещании в AM-диапазоне уровни мощности передаваемых сигналов достигают нескольких киловатт. Таким образом, возможны самые разные схемные и конструктивные решения для построения радиопередатчика.

Как уже упоминалось, AM- и FM-вещание эксплуатируется уже многие годы. Используемая в них амплитудная и частотная модуляции являются видами аналоговой модуляции. Однако в большей части современной беспроводной связи применяются цифровые методы модуляции, которые мы обсудим позже.

 

Передатчики с АМ

В России для радиовещания с АМ-модуляцией используется диапазон несущих частот 526,5–1606,5 кГц. В США AM-радиовещание ведется в диапазоне 540–1700 кГц с интервалами 10 кГц. Амплитудная модуляция в диапазоне средних волн применяется также в авиационной связи.

При AM-модуляции модулирующий, или звуковой, сигнал изменяет мгновенную амплитуду несущего сигнала. Фактически мгновенное значение амплитуды несущего сигнала определяется мгновенной амплитудой модулирующего сигнала. В общем виде амплитудная модуляция гармонической несущей синусоидальным сигналом показана на рис. 1.

Рис. 1. Принцип амплитудной модуляции

На рис. 2 показана структурная схема высокоуровневого передатчика с амплитудной модуляцией АМ [1]. Генератор создает сигнал несущей, который усиливается буферным усилителем, а затем еще раз усиливается предусилителем, или драйвером. Предусилитель должен поднять уровень мощности сигнала до величины, достаточной для управления последним каскадом передатчика — усилителем мощности.

Рис. 2. Структурная схема многоуровневого AM-передатчика

Звуковой сигнал, например с микрофона, поступает на предварительный усилитель и усиливается. После усиления аудиосигнал подается в голосовой процессор, осуществляющий обработку речевых сигналов. Она необходима для того, чтобы обеспечить ограничение или компрессию звукового сигнала, т. е. уменьшить динамический диапазон звукового сигнала, не допустив перемодуляции и возникающих по этой причине нелинейных искажений при приеме сигналов с АМ. Кроме того, осуществляется ограничение полосы передаваемых частот внеполосного излучения, предельные уровни которого регламентируются соответствующими стандартами. Далее предусилитель модулятора повышает звуковой сигнал до уровня, достаточного для управления усилителем модулятора.

Затем выходной сигнал усилителя модулятора модулирует УМ конечного каскада. В генерации сигнала с AM-модуляцией на выходе УМ используются управляющий аудиосигнал и несущая, поступающая на вход УМ. Этот AM-сигнал подается в антенну и излучается. Далее в игру вступает AM-приемник, который принимает сигнал и, в свою очередь, восстанавливает исходный звуковой сигнал.

 

Передатчики с ЧМ

Подобно AM, ЧМ-радиовещание играет важную роль в течение уже многих лет. В США FM-радиовещание осуществляется в частотном диапазоне 88–108 МГц. В отличие от амплитудной модуляции, при частотной модуляции пропорционально амплитуде модулирующего сигнала меняется не амплитуда, а частота несущей. В общем виде частотная модуляция гармонической несущей синусоидальным сигналом показана на рис. 3.

Рис. 3. Пример частотной модуляции

Величину изменения частоты называют частотной девиацией. В ЧМ-радиовещании в США и Европе, а также в России максимально допустимая девиация частоты составляет ±75 кГц.

На рис. 4 показана структурная схема одной из возможных реализаций типового ЧМ-передатчика. В этом конкретном передатчике используется т. н. косвенный метод формирования ЧМ-модуляции. Сигнал несущей генерируется опорным кварцевым генератором. Этот сигнал усиливается буферным усилителем до уровня, требуемого для функционирования фазового модулятора. Параллельно принимается, например с микрофона, и усиливается звуковой сигнал, который поступает на фазовый модулятор. Звуковой сигнал и несущая образуют частотно-модулированный сигнал на выходе фазового модулятора.

Рис. 4. Структурная схема ЧМ-передатчика с использованием косвенного метода формирования сигнала

В приведенном на рис. 4 примере построения передатчика с частотной модуляцией сигнала кварцевый генератор выдает сигнал несущей с частотой ниже конечной несущей частоты передаваемого сигнала. Следовательно, промодулированный сигнал должен проходить через частотный множитель, за которым установлен смеситель, а затем еще один умножитель частоты. Необходимо не только умножить частоту сигнала до заданной, но и обеспечить требуемую девиацию частоты. Уже сформированный сигнал усиливается предусилителем, а затем мощность сигнала до его поступления в передающую антенну увеличивается до заданной в оконечном УМ. Передаваемый сигнал, в конечном итоге, достигает приемной антенны ЧМ-приемника, который и восстанавливает исходную информацию. Такое построение передатчика обеспечивает высокую стабильность средней частоты несущей, что достаточно сложно реализовать при использовании прямого метода частотной модуляции.

 

Однополосные передатчики

Как известно, при амплитудной модуляции передаются несущая частота, разностные верхняя и нижняя боковые полосы (рис. 5). Частота верхней боковой полосы равна сумме частоты несущей и частоты полезного модулирующего сигнала, тогда как частота нижней боковой полосы равна разности частоты несущей и частоты полезного модулирующего сигнала. Передатчик с одной боковой полосой, или SSB-передатчик (single-sideband modulation), отличается от классического АМ-передатчика тем, что передает только одну полосу частот — верхнюю или нижнюю боковую, а не обе. Таким образом, SSB-передатчик использует меньшую полосу частот, чем передатчик с АМ, но его преимущества заключаются не только в этом.

Рис. 5. Спектр АМ-сигнала

Основное преимущество однополосной амплитудной модуляции заключается в том, что при амплитудной модуляции 70% мощности передатчика расходуются на излучение сигнала несущей частоты, который не содержит полезной информации. Остальные 30% делятся поровну между боковыми частотными полосами, представляющими собой зеркальное отображение друг друга. Таким образом, без всякого ущерба для передаваемой информации можно исключить из спектра сигнала несущую и одну из боковых полос, расходуя всю мощность передатчика для излучения только полезного сигнала.

Недостатками технологии SSB являются жесткие требования к фильтрам, стабильности и точности опорных генераторов не только передатчика, но и приемника. В случае невыполнения этих требований возникают искажения сигнала. Из-за этого SSB-технология не применяется в аналоговом радиовещании.

На рис. 6 показана одна из возможных реализаций SSB-передатчика. В его состав входит генератор, обеспечивающий несущий сигнал, который перед поступлением в балансный модулятор усиливается до требуемого уровня. Кроме того, усиливается и полезный сигнал, например аудиосигнал. Еще до поступления на вход балансного модулятора полезный сигнал обрабатывается голосовым процессором — сжимается по динамическому диапазону. Это необходимо для того, чтобы избежать перемодуляции. Сигнал также ограничивается по спектру, что упрощает фильтрацию для выделения боковой полосы.

Рис. 6. Структурная схема SSB-передатчика с выделением боковой полосы фильтром

Затем сигнал с выхода балансного модулятора поступает в фильтр выделения боковой полосы. На практике при использовании этого SSB-метода применяются весьма сложные лестничные фильтры на кварцевых резонаторах или электромеханические фильтры. Фильтры позволяют выделить требуемую боковую полосу и подавить нежелательную. После фильтрации сигнал поступает в смеситель вместе с сигналом местного гетеродина. На выходе смесителя появляется высокочастотный сигнал необходимой частоты, который усиливается до необходимого уровня и излучается в эфир.

 

Современные передатчики

Модулирующий сигнал в передатчиках с AM- и ЧМ-модуляциями является чисто аналоговым. Однако более современные передатчики используют цифровые технологии. По сути, сегодняшние передатчики для обработки передаваемой информации часто применяют технологию цифровой обработки сигналов — DSP (digital signal processing).

 

I/Q‑сигналы

Синфазные/квадратурные (I/Q) сигналы составляют основу сложных методов модуляции. Эти сигналы I/Q определяются как пара сигналов, которые отличаются по фазе на 90°. Синфазный (I) сигнал является опорным, а квадратурный (Q) сигнал сдвинут на 90° по фазе от сигнала I.

Косинусоидальная и синусоидальная функции, как известно из тригонометрии, различаются по фазе на 90°. В рассматриваемом случае косинусоидальная функция считается сигналом I, а синусоидальная функция представляет Q‑сигнал. При суммировании косинусоидального и синусоидального сигналов с равными амплитудами получается синусоида, сдвинутая по фазе на 45° от сигнала I. Комбинирование сигналов I и Q является важной концепцией, применяемой в сложных типах модуляции.

На рис. 7 представлен пример квадратурной модуляции с фазовой манипуляцией QPSK (quadrature phase shift keying), в которой используются сигналы I/Q, а также несущий радиочастотный сигнал. Эти квадратурные I‑ и Q‑сигналы фактически являются цифровыми битовыми потоками. Из таблицы на рис. 7 видно, что фазовый сдвиг выходного сигнала определяется значениями I и Q. Такой вид QPSK имеет всего четыре состояния.

Рис. 7. Простое представление модуляции QPSK

Существует также много других методов модуляции, но их описание выходит за рамки этой статьи. Однако понятно, что сигнал несущей может модулироваться путем управления амплитудой сигналов I/Q. Это важное обстоятельство в понимании особенностей функционирования многих современных передатчиков.

Заметим, что для передачи большего числа битов используется метод квадратурной амплитудной модуляция QAM (quadrature amplitude modulation). Эта разновидность амплитудной модуляции сигнала, как и QPSK, представляет собой сумму двух несущих колебаний одной частоты, сдвинутых по фазе относительно друг друга на 90°. Каждое из них модулировано по амплитуде своим модулирующим сигналом. Число передаваемых битов определяется порядком квадратурной модуляции. В случае QPSK с двумя битами на символ передаются четыре состояния, в 16 QAM (четырех битов на символ) — 16 состояний, в 64 QAM (шесть битов на символ) — 64 состояния. На рис. 8 сравниваются эти виды модуляции для передачи цифровых сигналов.

Рис. 8. Примеры квадратурной модуляции

 

Передатчик с прямым преобразованием

Одними из часто используемых передатчиков являются передатчики с прямым преобразованием. Они просты в реализации и весьма экономичны (рис. 9). Цифровые данные с передаваемой информацией обрабатываются путем формирования сигналов I/Q в определенной полосе частот. Затем сигналы I и Q подаются на соответствующие цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП). Далее каждый из выходных сигналов ЦАП поступает в соответствующие фильтры нижних частот. После прохождения этих фильтров оба сигнала отправляются в соответствующие смесители.

Рис. 9. Передатчик прямого преобразования, широко используемый в системах беспроводной связи

Генератор гетеродина выдает радиочастотный сигнал, который затем делится на два сигнала, сдвинутых по фазе на 90°. Каждый из них поступает на вход первого и второго смесителей, соответственно. Выходные сигналы от обоих микшеров объединяются. Результирующий модулированный сигнал усиливается, подается на антенну и излучается в эфир. Передаваемый сигнал поступает в приемник, который демодулирует принятый сигнал для восстановления сигналов I/Q. Это один из вариантов реализации квадратурной амплитудной модуляции.

 

Супергетеродинный передатчик

На рис. 10 показана структурная схема супергетеродинного передатчика, практическая реализации которого сложнее по сравнению с передатчиком с прямым преобразованием. Его функционирование аналогично передатчику прямого преобразования вплоть до первого полосового фильтра. Сигнал, который поступает в этот фильтр, называется сигналом промежуточной частоты (ПЧ).

Рис. 10. Супергетеродинный передатчик

После прохождения через полосовой фильтр 1 сигнал ПЧ усиливается, а затем преобразуется с помощью смесителя с повышением до конечной выходной частоты. Затем сигнал фильтруется, усиливается и излучается в эфир. Из структурной схемы на рис. 10 видно, что одним из недостатков супергетеродинного передатчика является генерация нежелательных сигналов на выходе смесителя 3. Это объясняется тем, что частота требуемого выходного сигнала равна сумме частот второго гетеродина и сигнала ПЧ. Однако на выходе микшера 3 также присутствует нежелательный сигнал с частотой, равной разности частот ПЧ и второго гетеродина.

Происходит и обратное, когда необходимая выходная частота может равняться разности ПЧ и частоты второго гетеродина. Таким образом, на выходе смесителя 3 появляется нежелательный сигнал с частотой, равной сумме частот второго гетеродина и сигнала ПЧ. Как бы ни происходило формирование нежелательного сигнала, для его подавления используется второй полосовой фильтр.

Для всех описанных в этой публикации передатчиков требуется ограничение по полосе излучения и согласование выходного импеданса усилителя мощности с входным импедансом антенны.

 

Заключение

Передатчики бывают самые разные и по вариантам исполнения, и по видам используемой модуляции. Хотя AM- и ЧМ-передатчики все еще находят применение, современные системы беспроводной связи широко используют другие технологии — в частности, цифровые с прямым преобразованием и супергетеродинные. Не будем забывать и о том, что в настоящее время именно цифровая технология DSP является ключевой в системах беспроводной связи.

Литература
  1.  Frenzel, Louis E. Principles of Electronic Communication Systems, Fourth Edition, McGraw Hill, 2016.
  2. Tektronix, What’s Your IQ — About Quadrature Signals. April, 2013.

Модулятор радиопередатчика — это… Что такое Модулятор радиопередатчика?

Модулятор радиопередатчика

315. Модулятор радиопередатчика

Модулятор

Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации. academic.ru. 2015.

  • модулятор
  • Модулятор телеметрического сигнала

Смотреть что такое «Модулятор радиопередатчика» в других словарях:

  • модулятор радиопередатчика — модулятор Устройство для осуществления процесса модуляции. [ГОСТ 24375 80] Тематики радиосвязь Обобщающие термины радиопередатчики Синонимы модулятор …   Справочник технического переводчика

  • Модулятор радиопередатчика — 1. Устройство для осуществления процесса модуляции Употребляется в документе: ГОСТ 24375 80 …   Телекоммуникационный словарь

  • модулятор — 2.4 модулятор: Элемент, предназначенный для изменения силы (сил) торможения в зависимости от сигнала, полученного от регулятора. Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Модулятор —         в радиотехнике и дальней связи, устройство, осуществляющее модуляцию управление параметрами высокочастотного электромагнитного переносчика информации в соответствии с электрическими сигналами передаваемого сообщения. М. является составной …   Большая советская энциклопедия

  • ГОСТ 24375-80: Радиосвязь. Термины и определения — Терминология ГОСТ 24375 80: Радиосвязь. Термины и определения оригинал документа: 304. Абсолютная нестабильность частоты радиопередатчика Нестабильность частоты передатчика Определения термина из разных документов: Абсолютная нестабильность… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Усилитель звуковых частот — Эту страницу предлагается переименовать в Усилитель звуковой частоты. Пояснение причин и обсуждение  на странице Википедия:К переименованию/3 ноября 2012. Возможно, её текущее название не соответствует нормам современного русского языка …   Википедия

  • УЗЧ — Усилитель звуковых частот (УЗЧ), усилитель низких частот (УНЧ), усилитель мощности звуковой частоты (УМЗЧ)  прибор (электронный усилитель) для усиления электрических колебаний, соответствующих слышимому человеком звуковому диапазону частот… …   Википедия

  • УМЗЧ — Усилитель звуковых частот (УЗЧ), усилитель низких частот (УНЧ), усилитель мощности звуковой частоты (УМЗЧ)  прибор (электронный усилитель) для усиления электрических колебаний, соответствующих слышимому человеком звуковому диапазону частот… …   Википедия

  • УНЧ — Усилитель звуковых частот (УЗЧ), усилитель низких частот (УНЧ), усилитель мощности звуковой частоты (УМЗЧ)  прибор (электронный усилитель) для усиления электрических колебаний, соответствующих слышимому человеком звуковому диапазону частот… …   Википедия

  • Усилитель низкой частоты — Усилитель звуковых частот (УЗЧ), усилитель низких частот (УНЧ), усилитель мощности звуковой частоты (УМЗЧ)  прибор (электронный усилитель) для усиления электрических колебаний, соответствующих слышимому человеком звуковому диапазону частот… …   Википедия

Репозиторий БГУИР: Формирователь сигнала радиопередатчика

Репозиторий БГУИР: Формирователь сигнала радиопередатчика Skip navigation

Please use this identifier to cite or link to this item: https://libeldoc.bsuir.by/handle/123456789/42886

Title: Формирователь сигнала радиопередатчика
Other Titles: Пат. 11813 U Респ. Беларусь
Authors: Лыньков, Л. М.
Бойправ, О. В.
Бердяев, В. С.
Мельянец, Г. И.
Keywords: патенты
радиопередатчики
формирователи сигналов
Issue Date: 2018
Publisher: Национальный центр интеллектуальной собственности, РБ
Citation: Формирователь сигнала радиопередатчика : пат. 11813 U Респ. Беларусь : МПК (2006) H 04L 27/36 / Лыньков Л. М., Бойправ О. В., Бердяев В. С., Мельянец Г. И. ; заявитель и патентообладатель УО Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники. – № u 20180106 ; заявл. 09.04.2018 ; опубл. 30.10.2018. – 3 с.
Abstract: Формирователь сигнала радиопередатчика, содержащий генератор несущей частоты, три балансных модулятора, выходы которых присоединены к трем входам сумматора, отличающийся тем, что снабжен широкополосным низкочастотным и узкополосным высокочастотным фазовыми фильтрами, каждый из которых имеет по два выхода; трехфазными генераторами низкой и высокой частот, каждый из которых имеет по два входа и по три выхода, при этом два входа балансных модуляторов соответствующим образом подключены к выходам трехфазных генераторов низкой и высокой частот, входы которых соответственно подключены к выходу широкополосного низкочастотного фазового фильтра, вход которого присоединен к выходу источника информационного сигнала, и к выходу узкополосного высокочастотного фазового фильтра, вход которого присоединен к генератору несущей частоты.(-7)
с внешним высокостабильном опорным сигналом, Гц, не более ± 0,1
Измерение уровня входного сигнала в диапазоне уровней от минус 10 до минус 50 дБм с погрешностью измерения, дБ, не более ± 2
Измерение затухания в плече.
Верхний предел измерения, дБ, не менее 50
Диапазон отстройки от центральной частоты канала, кГц ± (3800-5500)
Измерение пикфактора с погрешностью измерения, дБ +
Измерение количества ошибочных кадров после декодера BCH (FER) ±2
Отображение сигнальных созвездий +
Измерение коэффициента ошибок модуляции (MER) выбранного потока PLP.(-10)
Измерение полной и полезной скорости выбранного потока PLP +
Отображение спектра радиосигнала передатчика +
Возможности опознавания, автоматической настройки и отображения режимов работы цифрового ТВ радиопередатчика +
Электрическое питание
— напряжение, В 220
— частота, Гц 50
Потребляемая мощность, не более, Вт 60

Радиопередатчик TRX–150

Используется совместно с базовым блоком системы «ОРИОН РАДИО», который должен включать в себя «Модуль приемный 150 МГц», либо с любым другим оборудованием, поддерживающим протоколы RRT, LARS/LARS1*. Прибор может применяться для трансляции сообщений с пульта «С2000М» в составе ИСО Орион.

TRX–150 можно подключать к панелям Paradox Security Esprit и к любым контрольным панелям, поддерживающим протокол Contact ID и имеющим выход для подключения к телефонной линии через специальный адаптер телефонной линии. Панели должны иметь возможность при конфигурировании отключения контроля линейного напряжения телефонной линии связи, имеющих выход для подключения к телефонной линии через специальный адаптер телефонной линии, например: телефонный Интерфейсный Модуль RTM CID V3.01 или его аналог. Дополнительно можно использовать 8 НЗ/НО входов радиопередатчика, изменения состояния которых немедленно передаются в эфир.

* — радиопередатчик с поддержкой протокола LARS/LARS1 поставляется под заказ.

Технические характеристики

    Входы
    Логические входы 8 шт
    Интерфейс ** UART для подключения «С2000М»
    Радиоинтерфейс
    Частотный диапазон 146-174 MHz
    Мощность передатчика 1,5/5/7 W, выбирается джампером
    Тип модуляции FFSK
    Шаг каналов 12,5/25 kHz
    Стабильность частоты (-30..+60°C) &plusmn 5 ppm
    Протокол RRT, LARS/LARS1*
    Выходной импеданс 50 Ом
    Макс. время работы в режиме непрерывной передачи 6 мин
    Питание передатчика
    Номинальное напряжение 12 В &plusmn 10%
    Максимальный потребляемый ток 1,3 А
    Контроль и передача состояния источника питания Есть
    Устойчивость к климатическим воздействиям
    Рабочий диапазон температур от минус 30 до +60 °C
    Относительная влажность до 95% при +25 °C
    Габаритные размеры 88х62х18 мм без разъема
    Вес передатчика 0,11 кг

    * — радиопередатчик с поддержкой протокола LARS/LARS1 поставляется под заказ.

    ** Подключение осуществляется через дополнительный блок «RS 232-TTL»

Радиосредства диапазона ОВЧ серии 4200

Характеристика

Значение

1 Основные характеристики

Диапазон частот

передача от 118 до 136,975 МГц

Сетка частот, кГц

25; 8,33

Точность настройки частоты, Гц

±1,0 х10-6 (при темп. -20 до +55° С)

Режимы модуляции:

АМ (А3Е), АМ-MSK(A2D), D8PSK (G1D)

Интерфейс дистанционного управления

Ethernet

Поддержка VoIP

EUROCAE ED137B part1

2. Характеристики передатчика

Выходная ВЧ мощность, Вт

50±1, регулируемая от 5 до 50 с шагом 1 Вт

Работа в режиме передачи при выходной мощности 50 Вт

24 час, при температуре <+40° С

Гармонические искажения амплитудной модуляции, % не более

5

Уровень шумовых излучений в полосе 1 Гц при отстройке ±1% от несущей частоты, дБ не более:

-155

Уровень паразитных излучений (гармонических) в полосе 1 Гц, дБ не более

-93

Уровень интермодуляционных излучений 3-го порядка, дБ не более

-40 (при отстройке помехи на ±175 кГц от несущей)

Уровень мощности на частоте соседнего канала, дБ, не более:

при сетке частот 25 кГц

-70

при сетке частот 8,33 кГц

-60

Входное сопротивление НЧ тракта, Ом

600±15%

3. Характеристики приемника

Чувствительность, (при С/Ш = 10 дБ, Fмод =1 кГц, m=30%) мкВ, не хуже

1,0

Допустимый уровень входного сигнала, В, не более

7,5

Ослабление паразитных излучений, дБ, не менее

80

Ослабление кроссмодуляционных частот, дБ, не менее

90

Ослабление излучений на зеркальной частоте дБ, не менее

100

Ослабление излучений на промежуточной частоте дБ, не менее

90

Избирательность по соседнему каналу, дБ, не менее: при сетке частот 25 кГц

75

при сетке частот 8,33 кГц

65

Интермодуляционные искажения 3-го порядка при отстройке ≥ 100/200 Гц, дБ, не менее

80

Выходное сопротивление НЧ тракта, Ом

600±15%

Нелинейные искажения выходного НЧ сигнала %, не более

2

Выход АРУ:

аналоговый, от0 до+5В

от -120 дБм до + 10 дБм, линейная зависимость

цифровой (LAN интерфейс)

от -120 дБм до + 10 дБм, с шагом 1 дБ

Расчет радиопередатчика с ЧМ модуляцией курсовая по радиоэлектронике

Министерство общего и профессионального образования РФ СУРГУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Фак. Инженерно — физический Каф. Радиоэлектроники Группа 242 ПРОЕКТИРОВАНИЕ РАДИОПЕРЕДАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине “Радиопередающие устройства” Руководитель проекта доцент Демко А. И. Исполнитель студент Гейжа С. В. 1998 г. Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации СУРГУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра радиоэлектроники Задание по курсовому проектированию “Радиопередающие устройства” Студенту Гейже С. В. Группа 242 Инженерно – физического факультета 1. Тема проекта: Передатчик с ЧМ 2. Срок сдачи студентом законченного проекта 20 мая 3. Исходные данные к проекту: 3.1..Мощность передатчика Pвых= 25 Вт 3.2..Рабочая волна передатчика F 06 C = 12 м 3.3..Вид передачи ЧМ 3.4..Система модуляции косвенная 3.5..Полоса частот модуляции fmin = 100 Гц fmax = 10 кГц 3.6..Система стабилизации частоты F 04 4f/f = 7 F 0 D 710-6 3.7..Способ связи с антенной определить, Rн = 75 Ом 4. Содержание пояснительной записки: 4.1..Выбор и обоснование структурной схемы передатчика 4.2..Построение и расчет схем ступеней высокой частоты задающий генератор и выходной каскад 4.3.. Составление спецификации к схеме рассчитанных блоков 5. Перечень графического материала 5.1..Структурная схема передатчика 5.2..Принципиальная схема рассчитанных блоков 6. Дата выдачи задания 25 февраля 1998 г. РУКОВОДИТЕЛЬ _____________________ Подпись Задание принял к исполнению (дата)__________________________ _______________________________________ (подпись студента) АННОТАЦИЯ В данном курсовом проекте производится проектирование и расчет некоторых основных каскадов радиопередающего устройства коротковолнового диапазона с частотной модуляцией, а также предъявляются требования к не рассчитанным каскадам. Цель данной работы – спроектировать радиопередающее устройство с характеристиками заданными в техническом задании, произвести электрический расчет указанных в техническом задании каскадов радиопередатчика. Результатом проекта является структурная схема передатчика, блоки которой в соответствии с ТЗ либо построены в виде принципиальной электрической схемы содержащей 1. ЭСКИЗНЫЙ РАСЧЕТ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ ПЕРЕДАТЧИКА 1. Выбор и обоснование структурной схемы передатчика. Исходя из технического задания, в котором необходимо спроектировать передатчик с косвенным методом частотной модуляции, с относительной нестабильностью частоты 10-7 и полосой модулирующего сигнала то 100 Гц до 10 кГц, структурная схема будет выглядеть следующим образом (рис.1). 1 2 3 f nf 5 6 КГ 4 УМ UΩ ∫ 7 Модулирующий каскад Рис.1 Структурная схема передатчика Обозначение блоков на структурной схеме: 1 – задающий кварцевый генератор; 2, 5 – усилитель; 3 – фазовый модулятор; 4 – умножитель частоты; 6 – усилитель мощности; 7 – интегрирующая цепь. 2. Задающий кварцевый генератор В качестве задающего кварцевого генератора будет использоваться кварцевый генератор, построенный по схеме емкостной трёхточки. Кварцевый резонатор включен между коллектором и базой транзистора. Такая схема генератора имеет ряд преимуществ: 1. обеспечивается высокая стабильность частоты; 2. генератор имеет меньшую склонность к паразитной генерации на частотах выше рабочей; 3. схема генератора может быть построена без катушек индуктивности; 4. частоту генератора можно менять в достаточно широком диапазоне путем смены только кварцевого резонатора. 3. Модулирующий каскад Так как необходимо построить передатчик с косвенным методом частотной модуляции, то модулирующий каскад будет состоять из: фазового модулятора, умножителя частоты, интегрирующей цепочки. Частотная модуляция обеспечивает постоянство девиации частоты ∆ωд в полосе модулируемых частот, при этом индекс частотной модуляции М = ∆ωд / Ω. При фазовая модуляция обеспечивается постоянный индекс фазовой модуляции Ф (максимальное отклонение фазы от немодулированного значения) в полосе модулирующих частот, при этом девиация частоты изменяется следующим образом ∆ωд = Ω · Ф. (1) Так как девиация частоты на выходе фазового модулятора прямо пропорциональна модулирующей частоте Ω, а при частотной модуляции необходимо постоянства девиации частоты. Следовательно, необходимо включить в схему устройство отклик, которого был бы обратно пропорционален частоте. Таким устройством может быть интегрирующая цепочка. Так как девиация фазы на выходе фазового модулятора очень мала, то для обеспечения требуемой девиации частоты необходим умножитель частоты. Рассчитаем необходимый индекс фазовой модуляции исходя из технического задания, в котором полоса передаваемых частот от 100 Гц до 10 кГц и девиация частоты ∆fд 50 кГц. Из формулы (1) следует Ф = ∆ωд / Ω = ∆fд / Fн = 50000 / 100 = 500 рад. Реальные фазовые модуляторы имеют индекс фазовой модуляции 20 … 60˚. Рассчитаем девиацию частоты реального фазового модулятора с индексом фазовой модуляции Ф = 45˚ = 0.785 рад. ∆fд р =Fн · Ф = 100 · 0.785 = 78.5 Гц . Исходя, из этого рассчитаем необходимый коэффициент умножения частоты, чтобы обеспечить требуемую девиацию частоты N = ∆fд / ∆fд р = 50000 / 78.5 = 637. Реализовать умножитель частоты с коэффициентом умножения N = 637, возможно, но он будет вносить сильные искажения. Следовательно, необходим какой-то способ уменьшить коэффициент умножения. Рассмотрим модуляционную характеристику фазового модулятора. ∆φ 2π UΩ UΩ 2π Рис.2 Модуляционная характеристика ФМ Предположим что максимальное изменение фазы ∆φmax = 2π ему соответствует какая-то амплитуда модулирующего сигнала UΩ2π.Если необходимо изменение фазы больше 2π и известно, что этой фазе соответствует напряжение амплитуда сигнала большая UΩ2π, то можно применить следующий способ модуляции. Будем рассматривать модулирующую функцию как периодическую с периодом2π, тогда чтобы получить изменение фазы не более 2π на вход фазового модулятора необходимо подавать сигнал вида Uвх фм = UΩ — UΩ2π · [Uвх фм /UΩ2π]. Получить сигнал вида Uвх фм можно по следующей схеме (рис.3). КГ АЦП ==> ЦАП ВУ UΩ ∫ Рис.3.Функциональная схема ФМ Так как реально используются фазовые модулятора с индексом фазовой модуляции 45˚, то чтобы воспользоваться предложенным методом необходимо, чтобы изменение фазы было 2π. Это можно сделать, поставив умножитель частоты на выходе фазового модулятора с коэффициентом умножения равным восьми. Таким образом, в модулирующем каскаде будут применены: фазовый модулятор с индексом фазовой модуляции 45˚, умножитель частоты на 8, АЦП – аналого-цифровой преобразователь, ЦАП – цифро-аналоговый преобразователь, ВУ – вычитающее устройство, выполненное на операционном усилителе. 4. Умножитель частоты Умножители частоты в передатчиках используются для повышения частоты колебаний в целое число раз, а также и для увеличения индекса модуляции при частотной или фазовой Задаём ток делителя напряжения цепи фиксированного смещения IДЕЛ = (10…20) · IБ0 = 10 · 50 ·10-6 = 500 мА. Определяем сопротивление делителя напряжения RДЕЛ = R1 + R2 =EK / IДЕЛ = 9 / 500 · 10-6 = 18 кОм. Определим напряжение смещения на базе транзистора ЕБ = ЕЭ +0.7 = 2 + 0.7 = 2.7 В. Найдем значения сопротивлений R1 и R2 R1 = ЕБ / IДЕЛ = 2.7 / 500 · 10-6 = 5.4 кОм, R2 = RДЕЛ – R2 = 18 – 5.4 = 12.6 кОм. Выбираем стандартные значения сопротивлений R1 и R2: R1 = 5.6 кОм, R2= 12 кОм. 3. Расчёт по переменному току. Определяем крутизну транзистора: S = , где — высокочастотное сопротивление базы, — сопротивление эмиттерного перехода. = τК / СК = 500 · 10-12 / 7 · 10-12 = 71.43 Ом, где τК – постоянная времени цепи обратной связи, СК – ёмкость коллекторного перехода = 26 / IК0 = 26 / 5 = 5.2 Ом. S = 100 / ( 71.43 + 100 · 5.2) = 169 мА/В. Зададим коэффициент регенерации GP = (3…7) = 5 и определим управляющее сопротивление RУ = GP / S = 5 / 169 · 10-3 = 29.6 Ом. Зададим коэффициент обратной связи автогенератора К’ОС = С3 / С2 = 1 и вычислим реактивное сопротивление емкости С3 X3 = == 27.5 Ом, где rкв — сопротивление кварцевого резонатора, которое находится по формуле rкв = 1 / ω · Ck · Qk = 1 / 2 · π · 3.125 · 106 · 1 · 10-15 · 2 · 106 = 25.5 Ом. Ck — емкость кварцевого резонатора, Qk – додротность кварцевого резонатора. Найдем емкость конденсаторов С2 и С3 С2 = С3 = 1 / ωкв · X3 = 1 / 2 · π · 3.125 · 106 · 27.5 = 1.85 нФ. Стандартное значение: С2 = С3 = 2 нФ. Вычислим ёмкость блокировочного конденсатора С1 = (10…20) = 20 / 2 · π · 3.125 · 106 · 5.2 = 196 нФ, стандартное значение С1 = 220 нФ. Рассчитаем индуктивность блокировочного дросселя Lk = (20…30) = 20 · 27.5 / 2 · π · 3.125 · 106 = 28 мкГн. Определим необходимость дросселя LБ из условия R1 · R2 / (R1 + R2 ) ≥ (20…30) · X2, если оно не выполняется, то дроссель необходим. Проверка 5.6 · 103 · 12 · 103 ≥ 25 · 27.5 67200 ≥ 687.5 Условие выполняется, следовательно, дроссель не нужен. 4. Энергетический расчёт автогенератора. Определим коэффициент Берга γ1 = 1 / Gp и через него коэффициенты α0 и α1. γ1 = 1 / Gp = 1 / 5 = 0.2; θ = 60˚; γ0 = 0.11; α0 = 0.21; α1= 0.4. Вычисляем амплитуду импульса коллекторного тока Imk = Ik0 / α0(θ) = 5 · 10-3 / 0.21 = 23.8 mA. Проверяем условие Imk < Imk доп, 23.8 mA < 100 mA. Определяем амплитуду первой гармоники коллекторного тока Ik1 =α1(θ) · Imk = 0.4 · 23.8 · 10-3 = 9.5 mA. Рассчитываем амплитуду напряжения на базе транзистора UmБ = Ik1 · Ry = 9.5 · 10-3 · 29.6 = 0.282 B. Вычисляем модуль коэффициента обратной связи = = 0.73. Находим амплитуду напряжения на коллекторе Umk = = 0.282 / 0.73 = 0.386 B. Определяем мощность, потребляемую от источника коллекторной цепью P0 = Ik0 · EКЭ = 5 · 10-3 · 7 = 35 мВт; мощность, рассеиваемая кварцевым резонатором Pкв = 0.5 · ( UmБ / X2 ) 2 · rкв = 0.5 · ( 0.282 / 27.5 ) 2 · 25.5 = 1.34 мВт; Проверяем условие Pкв < Pкв доп, где Pкв доп — допустимая мощность рассеиваемая на кварцевом резонаторе, 1.34 мВт < 100 мВт. мощность, рассеиваемая транзистором Pk = P0 – Pкв = 35 – 1,34 = 33.66 мВт; Проверяем условие Pк < Pк доп, где Pк доп – допустимая мощность рассеиваемая транзистором, 33.66 мВт < 150 мВт. Оценим величину допустимого сопротивления нагрузки R н доп ≥ 5 · U2mk / Pкв = 5 · 0.3862 / 1.34 · 10-3 = 556 Ом. Из условия, что будет потребляться мощность Pн = 0.1 · Pкв = 0.1 · 1.34 = 0.134 мВт найдем к.п.д. автогенератора η =Pн / P0 = ( 0.134 / 35 ) · 100% = 0.14 %. 3. РАСЧЕТ УСИЛИТЕЛЯ МОЩНОСТИ. Требования к усилителю мощности: рабочая частота – 25 МГц; выходная мощность – не менее 25 Вт. В качестве активного элемента в усилителе мощности будет использоваться биполярный транзистор КТ927Б т. к. он обеспечивает требуемую выходную мощность и может работать на требуемой частоте. Параметры транзистора приведены в ПРИЛОЖЕНИИ 2. 1. Схема усилителя мощности. Схема усилителя мощности приведена на рисунке 5. Рис.5. Назначение элементов схемы усилителя мощности: R1 и R2 — используются как делитель напряжения для обеспечения фиксированного смещения; обеспечивают автосмещение; корректируют частотную характеристику; С1 и С5 – разделительные емкости; L2 – блокировочная индуктивность; С3 – блокировочная емкость; L1 и С2 – входная согласующая цепь; L3 и С3 – выходная согласующая цепь. 2. Расчет режима работы и энергетический расчет Выбираем амплитуду импульсов коллекторного тока ik max из условия: ik max ≤ (0.8 … 0.9) · ik доп, где Lб – индуктивность базового вывода транзистора (справ.). Рассчитаем входную емкость усилителя Свх = æ · Сэ / γ1 (π — θ) = 1.217 · 2300 · 10-9 / 0.5 = 5.6 нФ. Найдем усредненное за период колебаний сопротивление коррекции Rпар Rпар = RЗ · γ1 (π — θ) = 13.8 · 0.5 = 6.9 Ом. 3.3 Расчет цепи питания усилителя мощности. Выбор схемы цепи питания. Цепь питания содержит источник постоянного напряжения и блокировочные элементы. Благодаря блокировочным элементам исключаются потери высокочастотной мощности в источнике питания, и устраняется нежелательная связь между каскадами через источник питания. В качестве схемы цепи питания выберем параллельную схему (рис. 6.), когда источник питания, активный элемент и выходная цепь включены параллельно. Последовательная схема цепи питания не будет использоваться, потому что требуется, чтобы выходная согласующая цепь пропускала постоянный ток. Рис. 6. Емкость Сбл с индуктивностью Lбл и емкостью Ср образуют колебательный контур резонирующий на частоте меньшей рабочей частоты усилителя, что может привести к возбуждению колебаний. Чтобы исключить их применяют антипаразитный резистор Rап и проектируют цепь питания как ФНЧ. Определим блокировочную индуктивность из условия ωmin · Lбл >> Rk Lбл >> Rk / ωmin = 4.6 / 2 · π · 25 · 10-6 = 29.3 · 10-9 Lбл = 10 мкГн. Рассчитаем сопротивление антипаразитного резистора из условия Rап << 0.1 · Rk = 0.1 · 4.6 = 0.46 Определим емкость блокировочного и разделительного конденсаторов Сбл = Ср = Lбл / 2 · Rап = 10 · 10-6 / 2 · 0.46 = 10.9 мкФ. 3.4 Расчет цепи смещения усилителя мощности. Выбор схемы цепи смещения. Напряжение смещения биполярного транзистора в оптимальном режиме зависит от входного напряжения, а следовательно от входной мощности. Обеспечить требуемое напряжение смещения с помощью фиксированного смещения нецелесообразно, поскольку изменение входной мощности приведет к отклонению режима работы транзистора по постоянному току от оптимального. Для стабилизации режима работы транзистора применяют комбинированное смещение, при этом к базе транзистора необходимо подвести постоянное напряжение отсечки uотс и обеспечить автосмещение Uавт = γ0( π – θ) · Qy1 / Cэ. Рассчитаем требуемое сопротивление автосмещения и элементов схемы смещения Rсм = , так как θ = 90˚ формула приимет вид Rсм = Rз = , где τβ –постоянная времени на частоте ωβ (частота, на которой модуль коэффициента усиления тока в динамическом режиме уменьшается в √2 раз по сравнению со статическим режимом. ωβ находится по формуле ωβ = ωгр / B , где В – средний коэффициент усиления тока) и находится по формуле τβ = 1 / ωβ = 1 / 2 · π · 5 · 106 = 31.8 нс. Rсм = 13.8 Ом. Применяя схему смещения, приведенную на рисунке7, необходимо чтобы выполнялись условия: Eп · R2 / ( R1 + R2 ) = Uотс , R1 · R2 /( R1 + R2 ) = Rсм. Эти условия выполняются при R1 = 278.6 Ом ≈ 280 Ом и R2 = 14.6 Ом ≈ 15Ом. 4. РАСЧЕТ ВЫХОДНОЙ НАГРУЗОЧНОЙ СИСТЕМЫ УСИЛИТЕЛЯ МОЩНОСТИ. Назначение нагрузочной системы – фильтрация высших гармоник и согласование транзистора с нагрузкой. Для обеспечения фильтрации высших гармоник в усилителе мощности нагрузочная система настраивается на частоту первой гармоники сигнала. Настроенная в резонанс нагрузочная система обладает на частоте первой гармоники чисто активным входным сопротивлением. Согласование нагрузки заключается в том, чтобы , подключив нагрузочную систему к транзистору и к нагрузке, обеспечить оптимальное (критическое) сопротивление нагрузки транзистора Rк.при согласовании не должно нарушаться условие резонанса, должен обеспечиваться по возможности большой к.п.д. нагрузочной системы ηк, добротность нагрузочной системы должна оставаться достаточно высокой для сохранения хорошей фильтрации высших гармонических составляющих. В усилителях мощности на транзисторах широкое применение получил П – образный контур, схема которого изображена на рисунке 8. Рис. 8. На частоте сигнала f входное сопротивление П – контура должно быть чисто активным и равным требуемому критическому сопротивлению нагрузки транзистора Rк. таким образом П – контур на частоте сигнала f трансформирует активное сопротивление нагрузки Rн в активное входное сопротивление Rк. 1. Электрический расчет нагрузочной системы Зададимся величиной волнового сопротивления контура ρ = 2 · π · f · L0 = 250 – 500 Ом ρ = 300 Ом. Определяем индуктивность контура L0 L0 = ρ / 2 · π · f = 300 / 2 · π · 25 ·106 = 1.91 мкГн. На частоте сигнала f П – контур сводится к виду, изображенному на рисунке 9, причём L, L0, C0 находятся в соотношении 2 · π · f · L = 2 · π · f · L0 – 1 / 2 · π · f · C0. Рис. 9. Величиной L необходимо задаться в соответствии с формулой L > = = 118· 10-9 ≈ 120 нГн. Определяем С0 С0=1 / (4 · π 2· f2 · (L0 – L)) =1 / (4 · π 2· (25 ·106)2 ·(1.91·10-6 – 120·10-9))=22.6 пФ. Определяем емкости С1 и С2 С1 = = == = 573 пФ. С2 = = == = 352 пФ. Рассчитываем внесенное в контур сопротивление rвн = = = 4.12 Ом. Определим добротность нагруженного контура Qн = ρ / (r0 +rвн ), где r0 – собственное сопротивление потерь контурной индуктивности L0. Эта величина точно определяется при конструктивном расчете контурной катушки индуктивности, а на данном этапе можно принять r0 = (1…2) Ом = 1 Ом. Qн = ρ / (r0 +rвн ) = 300 / ( 1 + 4.12) = 58.6. Найдем коэффициент фильтрации П – контура ф = Qн ·( n2 –1 ) · n = 58.6 · ( 22 – 1) ·2 = 351.6, где n =2 для однотактной схемы усилителя. Определим к.п.д. (ориентировочный) нагрузочной системы ηк = rвн / (rвн + r0) = 4.12 / ( 1 + 4.12) = 0.8. 4.2 Конструктивный расчет элементов нагрузочной системы Список литературы 1. Терещук Р. М., Фукс Л. Б. Малогабаритная радиоаппаратура: Справочник радиолюбителя – Киев: Наукова думка. – 1967 2. Лаповок Я. С. Я строю КВ радиостанцию. – 2-е изд., прераб. И доп. – М.: Патриот, 1992. 3. Шахгильдян В.В. и др., Радиопередающие устройства: Учебник для вузов. – 3-е изд., перераб. И доп. – М.: Радио и связь, — 1996. 4. Петров Б. Е., Романюк В. А., Радиопередающие устройства на полупроводниковых приборах.: Учебное пособие для радиотехн. Спец. Вузов. – М.: Высшая школа – 1989. 5. ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Параметры транзистора КТ 315Б Обратный ток коллектора при UКБ = 10 В 1 мкА; Обратный ток эмиттера при UЭБ = 5 В 30 мкА; Выходное сопротивление h21Б 40 Ом; Коэффициент передачи тока h31Э 50…350; Выходная полная проводимость h32Б 0.3 мкСм; Режим измерения h- параметров: напряжение коллектора UК 10 В, ток коллектора IК 1 мА; Граничная частота коэффициента передачи fгр 250 МГц; Емкость коллекторного перехода СК 7 пФ; Постоянная времени цепи обратной связи τК 300 пс; Максимально допустимые параметры постоянное напряжение коллектор – эмиттер UКЭ MAX 15 В; постоянный ток коллектора IК 100 мА; рассеиваемая мощность без теплоотвода РMAX 150 мВт; Диапазон рабочих температур +100…-55˚С. ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Параметры транзистора КТ 927Б Обратный ток эмиттера при Uк = 3.5В 0.1 мА; Напряжение насыщения коллектор – эмиттер при Iк = 10 А 0.5 В; Модуль коэффициента передачи тока на высокой частоте 5; Статический коэффициент передачи тока в схеме с ОЭ 30; Емкость эмиттерного перехода 2300 пФ; Емкость коллекторногоперехода 150 пФ; Максимально допустимые параметры постоянный ток коллектора 10 А; импульсный ток коллектора 30 А; постоянное напряжение эмиттер – база 3.5 В; постоянное напряжение коллектор – база 70 В; постоянное напряжение коллектор – эмиттер 70 В; рассеиваемая мощность коллектора 83.3 Вт; Диапазон рабочих температур -60…+100˚С. ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Схема электрическая принципиальная задающего генератора. L1 3125 кГц Катушки индуктивности 28 мкГн 1 ПРИЛОЖЕНИЕ 6. Спецификация к принципиальной схеме усилителя мощности Поз. Обозначение Наименование Ко л. Примечание C1, C2 C3 С4 С5 С6 R1 R2 VT1 L1 L2 L3 Конденсаторы Рассчитываются во входной согласующей цепи К73-11 – 10 мкФ ± 10% КТ – Н70 — 430 пФ ± 10% КТ – Н70 — 22 пФ ± 10% КТ – Н70 — 360 пФ ± 10% Резисторы МЛТ — 0,5 – 280 Ом ± 10% МЛТ — 0,5 – 15 Ом ± 10% Транзистор КТ927Б Катушки индуктивности Рассчитывается во входной цепи 10 мкГн 2 мкГн 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Радиопередатчик

— обзор

4.8 Краткое описание капсулы

Радиопередатчики должны быть точными, эффективными и передавать в допустимом диапазоне частот. Приемники должны быть чувствительными (но не к критике), избирательными и обнаруживать огромный диапазон мощности сигнала. Оба должны быть гибкими. Радиоприемники RFID-считывателей обычно работают в нелицензированных диапазонах и, следовательно, должны поддерживать скачкообразную перестройку частоты или другие меры по снижению помех. Считыватели RFID также имеют особую проблему — они работают как в полнодуплексном, так и в полудуплексном режимах; может быть полезным использование бистатической конфигурации антенны.Поскольку они принимают сигнал обратного рассеяния, приемники RFID обычно конфигурируются как гомодинные, а не гетеродинные радиоприемники. Утечка из преобразователя создает смещения, которые необходимо отфильтровать или заблокировать.

Радиостанции состоят из ряда ключевых компонентов. Усилители характеризуются характеристиками усиления, мощности, полосы пропускания, шума и искажений, которые часто выражаются в терминах перехвата второго и третьего порядка. Смесители более сложны, и в дополнение к потерям преобразования, ширине полосы, шуму и искажениям необходимо учитывать изоляцию и большое количество возможных паразитных выходных частот.

Генераторы обычно конструируются с использованием положительной обратной связи через резонансный контур. Амплитудный шум генератора можно легко устранить, ограничив выходную мощность; с фазовым шумом не так-то легко справиться. Добротность резонатора играет решающую роль в определении фазового шума генератора. Осцилляторы используют переменный компонент, такой как варактор, для регулировки частоты колебаний.

Генератор обычно встроен в контур фазовой автоподстройки частоты, чтобы сформировать синтезатор, который вырабатывает выходной сигнал, имеющий управляемую зависимость от очень стабильной опорной частоты.В приложениях RFID можно использовать как синтезаторы с целым числом, так и с дробным коэффициентом; Синтезаторы с дробным коэффициентом деления более универсальны, но более сложны в конструкции и могут страдать от дополнительных шумов.

Фильтры удаляют нежелательные частоты из сигнала. Фильтры, построенные из дискретных компонентов, обычно ограничиваются коэффициентом качества примерно 10–20 и, следовательно, не могут фильтровать очень узкие полосы; другие технологии, такие как устройства для обработки поверхностных акустических волн или диэлектрические резонаторы, используются для достижения узкополосной высокочастотной фильтрации.После преобразования сигнала в основную полосу фильтрация может использовать дискретные компоненты или активные фильтры, созданные путем объединения операционного усилителя с частотно-зависимой сетью обратной связи. Передатчик должен быть модулирован; это можно сделать с помощью простого переключателя или использовать цифро-аналоговый преобразователь, например схему управления током. Полученные сигналы в какой-то момент должны быть преобразованы из аналоговых напряжений в цифровые данные. Существует несколько архитектур для выполнения этой операции, включая флэш-преобразователи и дельта-сигма преобразователи.

Моностатические считыватели RFID также используют специализированные микроволновые компоненты — циркуляторы и направленные ответвители, которые способны выбирать сигналы в зависимости от направления их движения.

Архитектура передатчика сочетает в себе эффективность, стоимость и пропускную способность передачи. Фильтрация переданных символов значительно улучшает спектральную ширину выходного сигнала, но еще большее улучшение может быть достигнуто с помощью амплитудной манипуляции с обращением фазы, которая требует одного смесителя для реализации, или однополосной модуляции, которая требует квадратурного модулятора.Энергоэффективность обычно определяется конструкцией усилителя выходной мощности; разработчики должны найти компромисс между линейностью (и, следовательно, пропускной способностью передачи) и эффективностью. Фазовый шум (от генератора) и амплитудный шум (от цепи усилителя и ЦАП) важны, потому что часть передаваемого сигнала просачивается в приемник и может ограничивать чувствительность. Фазовый шум передачи преобразуется в амплитудный шум из-за действия дискриминатора линии задержки на выходе передатчика, кабеля и антенны.Влияние этих источников шума зависит от абсолютной фазы и, вероятно, будет различным для синфазного и квадратурного каналов приемника.

Приемники RFID обычно представляют собой гомодинные архитектуры с прямым понижающим преобразователем I-Q, управляемым тем же генератором, который обеспечивает передаваемый сигнал. Для протоколов, которые используют чистые сигналы с частотной манипуляцией, конфигурацию смесителя с отклонением изображения можно использовать вместо I-Q-преобразователя. Утечка передачи и другие отраженные сигналы будут смешиваться с постоянным током, создавая смещения, которые легко фильтруются, когда они не меняются, но проблематичны, когда они модулируются со скоростью, аналогичной тем, которые используются тегами.Переключатель может использоваться для блокировки входа приемника, когда передатчик модулирует. Амплитуда передачи и утечка фазы ограничивают чувствительность для моностатических конфигураций и все еще могут быть проблемой для бистатических считывателей.

После оцифровки принятого сигнала становится доступен весь набор методов цифровой обработки сигналов для его расшифровки. Приемник должен каким-то образом правильно отбирать сигнал, несмотря на неточные и непостоянные часы меток. В очень простых схемах используется сравнение блоков по фиксированному числу передискретизированных точек; более сложные подходы используют скользящие корреляторы или быстрое преобразование Фурье данных.

Радиоприемники-считыватели состоят из ИС и дискретных компонентов, собранных на композитных платах. Пакет, в который помещен считыватель, защищает компоненты от внешнего мира, защищает пользователя от напряжения компонентов и может играть важную роль в ограничении ложных сигналов для достижения соответствия нормативным требованиям.

FM-системы — Слуховой канал

Системы

FM — это беспроводные вспомогательные слуховые аппараты, которые расширяют возможности использования слуховых аппаратов, кохлеарных имплантатов, а также помогают людям с нарушениями слуха, но не носят слуховые аппараты, особенно на расстоянии и в шумной обстановке.

Они позволяют улавливать звук ближе к динамику, источнику звука или напрямую подключать к источнику звука и передавать его человеку, обеспечивая большую четкость речи / звука и снижение фонового шума.

  • FM-система — это общее название или термин, присвоенный Radio Aids.
  • FM — это сокращение от частотной модуляции.
  • Частотная модуляция — это метод беспроводной передачи звука.
  • Основным преимуществом для пользователей слуховых аппаратов является то, что FM-передача устойчива к шумам и помехам, помогая сохранить качество и четкость передаваемого звука.
  • Некоторые компании также используют цифровую передачу, но продукты по-прежнему «маркируются» как FM Systems.
  • Аббревиатура МГц означает мегагерцы (мегагерцы = миллион, герц — это единица измерения частоты).

В чем преимущество FM-системы?

A FM-система дает пользователю слухового аппарата собственное легкое, портативное, гибкое и дискретное оборудование, которое он может использовать в самых разнообразных повседневных ситуациях, когда требуется дополнительный слуховой аппарат, как только слуховые аппараты, в основном из-за фонового шума и расстояние, недостаточно.

Законодательный термин «разумные изменения» означает, что есть предприятия и организации, которые до сих пор не установили индукционные петли в стратегических районах или областях, ориентированных на клиентов, и есть ситуации и места, где индукционных петель, вероятно, никогда не будет. например обедать вне дома или сидеть за столиком в ресторане.

В то время как они должны устанавливать индукционные петли, человек с FM-системой может почти куда угодно (они не являются водонепроницаемыми) со своим оборудованием и, следовательно, менее зависим от других.

Как работает FM-система?

Традиционная FM-система состоит из двух основных частей — радиопередатчика и радиоприемника. Передатчик улавливает звук через микрофон или прямое соединение с источником звука и передает его на приемник.

Передатчики и приемники различаются в зависимости от производителя. Некоторые из них имеют только ручное управление, в то время как другие имеют ручное управление с небольшим экраном для выбора меню, чтобы установить частоту передачи между передатчиком и приемником и выбрать использование аудиовхода.На экране также может отображаться уровень заряда батареи, частотный канал и направление микрофона.

Ресиверы

Ресиверы

имеют разные физические очертания, функции и способы работы со слуховыми аппаратами или кохлеарными имплантатами. Одно функциональное отличие состоит в том, что некоторые приемники имеют встроенный микрофон, который в зависимости от ситуации можно использовать без передатчика.

Различные методы работы приемников со слуховыми аппаратами или кохлеарными имплантатами:

Шейная петля

Самый распространенный — это ствольная коробка с петлей для ношения на шее.Приемник передает сигнал в шейную петлю, которая представляет собой вашу личную индукционную петлю, а слуховой аппарат (-а) или процессор кохлеарного имплантата устанавливается в положение «Т».

Телефонная катушка в слуховом аппарате или процессоре имплантата улавливает магнитное поле, создаваемое петлей, а электроника слухового аппарата преобразует магнитное поле обратно в звук. Уровень принимаемого звука можно контролировать с помощью регуляторов громкости как на ресивере, так и на процессоре слухового аппарата / имплантата.

FM-приемник с прямым аудиовходом

Если слуховой аппарат (а) или процессор кохлеарного имплантата также имеют прямой аудиовход, миниатюрный ресивер можно подключить напрямую через аудиобашку (адаптер).Миниатюрный приемник питается от батареи слухового аппарата, а уровень звука регулируется регулятором громкости слухового аппарата. Положение «Т» не используется.

Провод прямого аудиовхода

Если слуховой аппарат (а) или процессор кохлеарного имплантата имеют прямой аудиовход, то приемник можно подключить с помощью соединительного провода непосредственно к слуховому аппарату через аудиобашку (адаптер), а не через шейную петлю. Кабель обычно поставляется производителем слухового аппарата. Уровень принимаемого звука можно контролировать с помощью регуляторов громкости как ресивера, так и слухового аппарата.

Индуктивные заушники

Заушники могут заменить шейную петлю, хотя и не так часто, особенно при ношении очков. Комбинация слуховых аппаратов, очков и наушников может быть неудобной для людей. Уровень принимаемого звука можно контролировать с помощью регуляторов громкости как ресивера, так и слухового аппарата.

Люди, которые не носят слуховые аппараты, могут использовать шейные приемники с наушниками или наушниками. У некоторых производителей теперь есть ресивер с регулятором громкости, который крепится к уху.Миниатюрный динамик располагается снаружи слухового прохода или внутри слухового прохода.

Датчики

Передатчики

на большинстве оборудования имеют встроенный микрофон, аудиовход и выбор частоты. По мере развития систем, в частности, использующих цифровую передачу, пользователь может выбирать из множества передатчиков, чтобы обеспечить решение для своего индивидуального образа жизни. Есть микрофоны, которые улавливают с больших расстояний, с функциями, которые дают пользователю больше контроля над качеством и четкостью звука, которые они получают, и другие с функциями, включая Bluetooth и приемник-передатчик.

Bluetooth® соединяет FM-систему с мобильным телефоном, который также имеет Bluetooth®.

Речь вызывающего абонента передается с мобильного телефона на FM-передатчик и с FM-передатчика на FM-приемник. Речь получателя улавливается микрофоном FM-системы и передается на мобильный телефон.

Микрофоны обычно имеют два или три положения

Всенаправленный — при захвате звука (речи) 360 °

Направленный

Направленный с зумом

Аудиовход — линейный вход

Позволяет подключать передатчик к источникам звука (ТВ, радио, ПК, MP3, усилители и т. Д.))

Стереоразъем 3,5 мм

Аудиовход — микрофонный вход

Позволяет подключить внешний микрофон через стереоразъем 3,5 мм.

Выбор частоты

В зависимости от производителя некоторые системы имеют только одну частоту передачи

Более чем одна частота может быть очень полезной, поскольку она дает вам возможность переключиться на другую частоту, если вы находитесь в ситуации, когда звук, который вы принимаете, является шумным, возможно, из-за того, что другой человек или организация используют ту же частоту или тот, что близок.

Передатчик Приемник позволяет использовать два микрофона для одновременной передачи на приемники.

Один микрофон передает сигнал другому микрофону, который содержит приемник, и этот микрофон передает звук от обоих микрофонов приемникам.

Часто задаваемые вопросы

Как питаются FM-системы?

Большинство систем FM имеют аккумуляторные батареи и стандартно поставляются с зарядными устройствами.Время работы составляет примерно от 12 часов до 20 часов.

Насколько тяжелы системы FM?

Нет. Показанные выше передатчик и приемник весят 62 г (2,19 унции) и 64 г (2,26 унции) соответственно.

Можно ли использовать более одного приемника с передатчиком?

Да, есть системы, которые работают как один к одному и один ко многим.

Могут ли люди слушать передачу между передатчиком и приемником (ами)?

Это зависит от системы. Одна из показанных выше систем является безопасной, а другая полностью зашифрованной.

На какое расстояние они передают?

Системы варьируются от 15 до 50 метров.

Предоставляет ли NHS системы FM?

Не для взрослых.

Где я могу его получить?

От поставщиков вспомогательных слуховых аппаратов и производителей слуховых аппаратов.

Если вы работаете или работаете не по найму и чувствуете, что вам нужна помощь на рабочем месте, систему можно получить, подав заявку в Access to Work at Jobcentre Plus. Для получения информации, пожалуйста, свяжитесь с Hearing Link или посетите прямую.gov веб-сайт. Системы, полученные через Access to Work, принадлежат работодателю.

В сфере образования обратитесь в Hearing Link или посетите сайт direct.gov.

Сколько это будет стоить?

Установленные системы от примерно 250 до 750 фунтов стерлингов. Более новые системы от 800 до 4000 фунтов стерлингов.

Можно попробовать перед покупкой?

Некоторые компании разрешают «попробовать, прежде чем покупать»; с другими вам придется заплатить, а затем вернуть свои деньги, если система будет возвращена неповрежденной в течение определенного периода времени.Время оговаривает продавец.

Некоторое оборудование дает взаймы благотворительным организациям, как и некоторые социальные службы, но вам придется проверить.

Легко ли ими управлять?

Да.

Работают ли они с кохлеарным имплантатом?

FM Systems работают с кохлеарными имплантатами. Поговорите с поставщиком, так как вам, возможно, также придется привлечь ваш центр имплантологии.


Спасибо ihear за предоставление содержания на этой странице.

Изображения любезно предоставлены Comfort Audio AB.

Фотографии благодаря Phonak.

Веб-страница проверена: март 2021 г.

Цифровые FM-передатчики

| NEURAL DDS

Цифровые FM-передатчики и цифровой FM-модулятор NEURAL DDS Прямой цифровой синтез Компактная архитектура Продажа коммерческим и общественным радиостанциям Частотная модуляция от 88 до 108 МГц От 30 до 500 Вт 1 и 2 кВт NEURAL — это семейство цифровых FM-стереовозбудителей DDS, цифрового передатчика и цифрового FM-модулятора, обеспечивающих превосходное качество передачи и высочайшие характеристики.Выходная мощность от 30 Вт до 1200 Вт с использованием технологии High Efficiency last LDMOS помещена в сверхкомпактный корпус высотой всего 2U. TX-HE доступен также в частотах JPN и OIRT. TX-HE можно использовать как сверхкомпактную автономную станцию, а также в качестве драйвера в сложных передатчиках большой мощности и системах N + 1. NEURAL — это идеальное решение для любого приложения, отвечающее самым взыскательным требованиям клиентов и гарантирующее профессиональные функции по доступной цене. • Высокоэффективная технология LDMOS последнего поколения до 80% • Очень НИЗКИЙ СИГНАЛ, ШУМ БОЛЕЕ 90 ДБ v • Очень НИЗКОЕ ИСКАЖЕНИЕ и ВЫСОКОЕ СТЕРЕО РАЗДЕЛЕНИЕ • ОБЩАЯ СПЕКТРАЛЬНАЯ ЧИСТОТА:> -100 DBC SPURIOUS,> -84 DBC HARMONICS • СЕМЬ ВЫБИРАЕМЫХ ПОЛНЫХ НАСТРОЕК: ГОТОВЫ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В СИСТЕМЕ 7 + 1 • ПОЛНОДИАПАЗОННЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ: СЕТЕВОЕ НАПРЯЖЕНИЕ 90-260 В ПЕРЕМЕННОГО ТОКА • СООТВЕТСТВУЕТ ВСЕМ СТАНДАРТАМ: ETSI — CCIR — FCC.• ЦИФРОВОЙ СТЕРЕО КОДЕР: ПРЕВОСХОДНОЕ СТЕРЕО КАЧЕСТВО • ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫЕ УСИЛИТЕЛИ LDMOS ДО 75% • ВНЕШНЯЯ СИНХРОНИЗАЦИЯ 10 МГц и 1PPS ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ПРИЛОЖЕНИЯХ SFN • ВЫСОКОЕ КАЧЕСТВО РЧ-СИГНАЛА • ИДЕАЛЬНОЕ АУДИО НАДЕЖНОСТЬ • УДАЛЕННОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПО TCP / IP: WEB + SNMP ВСЕХ ПАРАМЕТРОВ СИГНАЛА • ЯСНЫЙ КРИСТАЛЬНЫЙ ЗВУК • ДИНАМИЧЕСКИЙ КОДЕР RDS с функцией TMC • ПОЛНЫЙ протокол UECP для удаленного управления всеми функциями RDS • Одночастотные сети SFN • Автоматический источник звука ASC Changove Аналоговый или ЦИФРОВОЙ Во время выбора типа модулятора, вещатели часто сталкиваются с дилеммой выбора между стандартным аналоговым FM в DDS, производящим точно такую ​​же частотную модуляцию, что и любой аналоговый FM-передатчик или возбудитель.Измерение передатчика стандартными приборами и протоколом аналогового FM-модулятора или нового поколения FM-модулятора прямого цифрового синтеза. Первое, что нужно знать, это то, что Digital DDS не означает, что сигнал вещания является цифровым, это означает, что процесс генерации модуляции FM осуществляется с помощью цифрового NCO, генератора с числовым программным управлением, а не аналогового генератора VCO, управляемого напряжением. Процесс отличается, но результирующий FM-модулированный сигнал в обоих случаях одинаков.Здесь важно уточнить, что конечное качество генерируемого радиоэлектрического сигнала имеет такое же сопоставимое качество, и этот результат зависит в каждом случае от способа проектирования каждого VCO или DDS, а не от типа выбранной технологии. Даже если обе технологии действительно сопоставимы по качеству генерируемого FM-сигнала, каждая из них имеет небольшие отличия, за и против. Стандартный аналоговый ГУН FM-модулятор осциллятора, управляемого напряжением. Аналоговый ГУН генерирует ЧМ-сигнал, а не чистый, тип используемой электронной схемы действительно прост и важен, но, благодаря этому, сгенерированный РЧ-ЧМ-сигнал является чистым, без каких-либо искажений или нежелательных паразитных искажений.В схемах такого типа входной аудиосигнал основной полосы частот напрямую управляет варикапом, этот компонент по сути является аналоговым FM-радиомодулятором. Аналоговый FM-модулятор с управлением по напряжению VCO Из-за этой простоты эта схема является дешевой, очень надежной и обеспечивает чистый сигнал радиомодуляции RF FM, с очень хорошими характеристиками соотношения сигнал-шум, гармонические искажения и интермодуляционные искажения, кроме того, справляется с высокими уровнями избыточной модуляции по сравнению с модулятором DDS и даже при этом их характеристики не ухудшаются и всегда качественные.Наша линейка FM-передатчиков, использующих эту архитектуру, — это Synapse TXL с низким энергопотреблением и линейка компактных FM-передатчиков AXON TXC. Цифровой DDS-модулятор с прямым цифровым синтезом FM Основным преимуществом цифровой модуляции является возможность иметь больше функций, включенных в стандартную комплектацию, чем аналоговый FM-передатчик, на самом деле, многие из функций, предоставляемых как стандартные для модулятора DDS, являются дополнительными для аналогового модулятора. FM-передатчик DDS имеет стандартную сборку внутри полного профессионального высокопроизводительного стереогенератора, профессионального динамического полностью опционального кодировщика RDS, функции автоматического переключения звука в основной полосе частот и мощную систему синхронизации, которая включает входы 10 МГц и 1 пакетов в секунду для синхронизации нескольких передающих станций и создать одночастотную сеть.Автоматическое переключение на аудио.

5 способов максимально эффективно использовать FM-передатчик

FM-передатчик может быть отличным и недорогим способом вдохнуть новую жизнь в автомобильную аудиосистему, находящуюся под угрозой, потому что они довольно просты в использовании. Вместо того, чтобы модернизировать головное устройство или устанавливать дорогостоящее оборудование, такое как FM-модулятор, FM-передатчик позволяет вам открыть совершенно новый мир возможностей прослушивания при относительно низкой стоимости и почти без усилий.

Проблема в том, что FM-передатчики не надежны и не всегда работают правильно.Если вы пытаетесь использовать FM-передатчик в машине и в основном слышите статические помехи или помехи от реальных радиостанций, у нас есть пять советов, которые вы можете использовать, чтобы улучшить качество прослушивания.

Почему выбирают FM-передатчик?

Когда впервые появились MP3-плееры, они кардинально изменили то, как люди слушают музыку в своих автомобилях. Если вы приобрели MP3-плеер, даже с учетом нынешних ограничений хранения, вы могли бы внезапно принести с собой сотни или тысячи песен, не возясь с десятками кассет или компакт-дисков.

С массовым распространением смартфонов по всем направлениям вам даже не понадобится специальный смартфон. Если у вас iPhone или Android, у вас также есть MP3-плеер и возможность слушать интернет-радио в машине. Проблема в том, что старые автомобильные радиоприемники не всегда включают способ подключения телефона или MP3-плеера, а именно здесь используются FM-передатчики.

Хотя есть несколько способов подключить телефон к головному устройству автомобиля, FM-передатчики — самый дешевый и простой способ сделать это.Вместо того, чтобы создавать постоянное проводное соединение, FM-передатчик, по сути, создает личную радиостанцию, которая осуществляет беспроводное вещание на радио в головном устройстве вашего автомобиля.

Если вы уже знакомы со всем этим FM-передатчиком, но вас не устраивает качество звука, ознакомьтесь с этими пятью советами, чтобы сгладить ситуацию:

Знайте, на что обращать внимание: изучите перед покупкой

vlabo / istock / Getty

Чтобы получить максимальную отдачу от FM-передатчика в автомобиле, нужно прежде всего начать с приличного продукта.Хотя большинство FM-передатчиков доступны по цене, есть некоторые довольно важные функции, на которые нужно обратить внимание. Дешево за счет функций, и вы просите о плохом опыте прослушивания.

Самая важная функция, на которую следует обратить внимание, — это ручная настройка, поскольку именно она позволяет избежать помех от местных радиостанций. Некоторые передатчики позволяют выбирать только из нескольких предустановленных частот, а другие вообще не позволяют изменять частоту вещания.Выберите один из этих FM-передатчиков, и вы застрянете на том, что они вам дают.

Параметры ввода — еще одна чрезвычайно важная функция, на которую нужно обращать внимание. Большинство передатчиков поставляются со стандартным аудиоразъемом, который можно подключить напрямую к линейному выходу или выходу для наушников MP3-плеера, но вы также можете найти передатчики с USB-разъемами, слотами для SD-карт и другими опциями.

Некоторые передатчики могут даже воспроизводить музыку с USB-накопителя или SD-карты без необходимости в отдельном MP3-плеере.Все эти функции обеспечивают превосходный звук по сравнению с простым аудиоразъемом.

Установите правильную частоту: начало с конца

Барбара Мауэр / Банк изображений / Гетти

Когда вы вытаскиваете FM-передатчик из упаковки, первое, что вам нужно сделать, это настроить его и головное устройство на одну и ту же частоту.

Если передатчик позволяет вам выбрать частоту FM, тогда вам нужно будет начать с проверки крайних положений шкалы FM. Это те места, где вы, скорее всего, найдете свободное место.

Хотя вы можете найти доступную частоту где угодно, наиболее часто открытые области диапазона FM находятся ниже 90 МГц и выше 107 МГц. В некоторых регионах есть станции, которые вещают на частотах от 87,9 до 90 МГц и от 107 до 107,9 МГц, но это все еще самые простые и лучшие места для начала.

Попробуйте другие частоты: избегайте помех от плохих соседей

Источник изображения / Getty

Хотя поиск пустой частоты является обязательным, вы все равно можете столкнуться с помехами, если мощная станция использует частоту, которая находится прямо по соседству.

Например, вы обнаружите, что частота 87,9 МГц свободна и чиста, но все еще есть проблемы с помехами. Причиной такого типа помех обычно является станция, которая находится так близко или настолько мощна, что перетекает на соседние частоты.

Например, поблизости может быть станция, использующая 88,1 МГц, которая настолько мощна, что создает впечатление на частоте 87,9 МГц.

Чтобы избежать этого типа помех, попытайтесь найти пустое место на циферблате, у которого есть соседние станции, которые имеют как минимум 0.2 МГц вверху и внизу. Если вы не можете найти такой большой блок, что вполне возможно во многих крупных городских районах, поэкспериментируйте, чтобы определить блок с наименьшим количеством помех.

Использование внешних ресурсов: ищите пустую полосу пропускания

Такамицу ГАЛАЛА Като / Источник изображения / Getty

Радиоволны переполнены, но компании, производящие FM-передатчики, кровно заинтересованы в удовлетворении запросов потребителей. С этой целью некоторые из них поддерживают списки FM-станций по географическим регионам, а некоторые даже имеют инструменты, которые вы можете использовать для определения наименее загруженной части FM-диапазона в вашем районе.

Вы также можете провести такое же исследование самостоятельно, но гораздо проще воспользоваться этими инструментами, если они доступны для вашего географического региона. Некоторые потенциально полезные списки и инструменты включают:

Хотя эти и подобные инструменты полезны, вы можете обнаружить, что реальный мир не соответствует их предложениям. Проблема в том, что большинство этих инструментов полагаются на базы данных FCC, и информация, которую они предоставляют, может значительно отличаться от реальных условий.

Таким образом, хотя вы можете начать с инструмента поиска станций или даже с приложения, которое выполняет ту же функцию, вы никогда не добьетесь лучших результатов, чем если бы выполняли работу и самостоятельно искали чистые частоты.

Сорвите все вниз: стоит ли вообще использовать FM-передатчик?

marcoventuriniautieri / Getty Images

Иногда все, что вы делаете, не работает. Суровая реальность такова, что если вы живете в большом мегаполисе, циферблат радиоприемника может быть слишком тесным, чтобы эффективно использовать FM-передатчик.В таком случае все, что вы можете сделать, — это все разорвать и начать с самого начала.

Если вы живете в районе с особенно густонаселенным FM-ландшафтом, то есть шанс, что FM-передатчик вам не поможет. Сначала попробуйте инструменты поиска из предыдущего совета. Если там написано, что весь FM-диапазон переполнен, вы можете сэкономить деньги и сэкономить деньги, просто выбрав другое направление.

Будет ли это направление FM-модулятором, новым головным устройством или физическим удалением вашей антенны, чтобы эти надоедливые радиостанции не мешали вашему передатчику, зависит от вас.

Спасибо, что сообщили нам!

Расскажите, почему!

Другой Недостаточно подробностей Сложно понять

Что такое FM, частотная модуляция »Электроника

Частотная модуляция, FM, используется во многих приложениях от радиовещания до связи и предлагает ряд преимуществ по сравнению с другими режимами.


Учебное пособие по частотной модуляции Включает:
Частотная модуляция, FM Индекс модуляции и коэффициент отклонения Боковые полосы FM, полоса пропускания FM демодуляция Детектор наклона FM Детектор отношения FM Детектор Foster Seeley Демодулятор ЧМ с ФАПЧ Квадратурный демодулятор МСК ГМСК

Форматы модуляции: Типы и методы модуляции Амплитудная модуляция Фазовая модуляция Квадратурная амплитудная модуляция


Хотя изменение амплитуды радиосигнала является наиболее очевидным способом его модуляции, это ни в коем случае не единственный способ.Также можно изменить частоту сигнала, чтобы получить частотную модуляцию или FM. Частотная модуляция широко используется на частотах выше 30 МГц и особенно хорошо известна своим использованием для радиовещания в диапазоне УКВ FM.

Хотя это может быть не так просто, как амплитудная модуляция, тем не менее частотная модуляция, FM, дает некоторые явные преимущества. Он способен обеспечивать прием практически без помех, и именно по этой причине он был принят для звуковых радиопередач на УКВ.Эти передачи могут предлагать высококачественный звук, и по этой причине частотная модуляция гораздо более популярна, чем более старые передачи в длинных, средних и коротких диапазонах волн.

Помимо широкого использования для высококачественных аудиопередач, FM также используется в различных системах двусторонней радиосвязи. Будь то для стационарных или мобильных систем радиосвязи или для использования в портативных приложениях, FM широко используется на УКВ и выше.

Недорогое FM-радио вещание

Что такое частотная модуляция, FM?

Для генерации частотно-модулированного сигнала частота несущей изменяется в соответствии с амплитудой входящего аудиосигнала.

Частотная модуляция, FM

Когда аудиосигнал модулируется на несущую радиочастоту, новый радиочастотный сигнал перемещается вверх и вниз по частоте. Величина, на которую сигнал перемещается вверх и вниз, важна. Он известен как отклонение и обычно обозначается как отклонение в килогерцах. В качестве примера сигнал может иметь отклонение плюс и минус 3 кГц, то есть ± 3 кГц. В этом случае несущая перемещается вверх и вниз на 3 кГц.

Радиовещательные станции в УКВ-диапазоне частотного спектра между 88.5 и 108 МГц используют большие значения девиации, обычно ± 75 кГц. Это известно как широкополосный FM (WBFM). Эти сигналы способны поддерживать передачу высокого качества, но занимают большую полосу пропускания. Обычно для каждой широкополосной FM-передачи допускается 200 кГц. Для коммуникационных целей используется меньшая пропускная способность. Узкополосный FM (NBFM) часто использует значения девиации около ± 3 кГц.

Это узкополосный FM, который обычно используется для приложений двусторонней радиосвязи. Имея более узкую полосу, она не может обеспечить высокое качество широкополосной передачи, но это не требуется для таких приложений, как мобильная радиосвязь.

Типичный маленький портативный FM-приемопередатчик радиосвязи

Демодуляция частоты

Как и в случае с любой другой формой модуляции, необходимо иметь возможность успешно демодулировать ее и восстановить исходный сигнал. FM-демодулятор может называться различными именами, включая FM-демодулятор, FM-детектор или FM-дискриминатор.

Существует ряд различных типов FM-демодуляторов, но все они позволяют преобразовывать изменения частоты входящего сигнала в изменения амплитуды на выходе.Обычно они подаются на аудиоусилитель или, возможно, на цифровой интерфейс, если данные передаются по системе.


Модуляторы FM

Существует множество различных методов, которые можно использовать для генерации частотно-модулированных сигналов.

  • Генератор на варакторном диоде: Этот метод просто требует использования варакторного диода, помещенного в настроенный контур цепи генератора. Можно даже использовать варакторный диод в схеме кварцевого генератора.Обычно при повторном использовании кварцевых генераторов сигнал необходимо умножить по частоте, и можно достичь только узкополосной ЧМ.
  • Контур фазовой автоподстройки частоты: Контуры фазовой автоподстройки частоты обеспечивают превосходный метод генерации частотной модуляции. Часто необходимо тщательно управлять ограничениями внутри цикла, но после того, как это сделано, это обеспечивает отличное решение.

Преимущества и недостатки частотной модуляции

Как и у любой формы модуляции, у ее использования есть несколько преимуществ и недостатков.Это необходимо учитывать, прежде чем принимать какое-либо решение или выбор относительно его использования:

Преимущества частотной модуляции, FM:

  • Устойчивость к шуму: Одним из особых преимуществ частотной модуляции является ее устойчивость к изменениям уровня сигнала. Модуляция осуществляется только в виде вариаций частоты. Это означает, что любые изменения уровня сигнала не повлияют на аудиовыход при условии, что сигнал не упадет до уровня, с которым приемник не сможет справиться.В результате это делает FM идеальным для приложений мобильной радиосвязи, в том числе более общей двусторонней радиосвязи или портативных приложений, где уровни сигнала могут значительно различаться. Другое преимущество FM — устойчивость к шумам и помехам. По этой причине FM используется для высококачественного вещания.
  • Простота применения модуляции на ступени малой мощности передатчика: Еще одно преимущество частотной модуляции связано с передатчиками.Можно применить модуляцию к каскаду малой мощности передатчика, и нет необходимости использовать линейную форму усиления для увеличения уровня мощности сигнала до его конечного значения.
  • Можно использовать эффективные радиочастотные усилители с частотно-модулированными сигналами: Можно использовать нелинейные радиочастотные усилители для усиления FM-сигналов в передатчике, и они более эффективны, чем линейные, необходимые для сигналов с любой амплитудой вариации (e.г. AM и SSB). Это означает, что для данной выходной мощности требуется меньший заряд батареи, и это делает использование FM более целесообразным для портативных приложений двусторонней радиосвязи.

Преимущества частотной модуляции, FM:

  • FM имеет более низкую спектральную эффективность, чем некоторые другие форматы модуляции: Некоторые форматы фазовой модуляции и квадратурной амплитудной модуляции имеют более высокую спектральную эффективность для передачи данных, чем частотная манипуляция, форма частотной модуляции.В результате большинство систем передачи данных используют PSK и QAM.
  • Требуется более сложный демодулятор: Одним из незначительных недостатков частотной модуляции является то, что демодулятор немного сложнее и, следовательно, немного дороже, чем очень простые диодные детекторы, используемые для AM. Однако в наши дни это гораздо менее серьезная проблема, потому что многие радиоинтегральные схемы содержат встроенный частотный демодулятор.
  • Некоторые другие режимы имеют более высокую спектральную эффективность данных: Некоторые форматы фазовой модуляции и квадратурной амплитудной модуляции имеют более высокую спектральную эффективность для передачи данных, чем частотная манипуляция, форма частотной модуляции.В результате большинство систем передачи данных используют PSK и QAM.
  • Боковые полосы простираются до бесконечности в обе стороны: Боковые полосы для FM-передачи теоретически простираются до бесконечности. Обычно они важны для передач с широкополосной частотной модуляцией, хотя и малы для узкополосной ЧМ. Чтобы ограничить полосу пропускания передачи, часто используются фильтры, которые вносят некоторое искажение сигнала. Обычно это не слишком большая проблема, хотя нужно позаботиться о том, чтобы включить эти фильтры для широкополосной ЧМ и убедиться, что они правильно спроектированы.

Как появился FM

На заре развития радио статические помехи были серьезной проблемой, и все пытались уменьшить влияние статических помех за счет уменьшения полосы пропускания — таким образом, приемник улавливал меньше шума.

Американский инженер Эдвин Армстронг исследовал эту проблему и выяснил, может ли частотная модуляция, а не амплитудная, дать преимущество.

Примерно в 1928 году Армстронг начал разрабатывать концепцию использования FM, и вместо того, чтобы сокращать полосу пропускания, он ее увеличил.

Многие не соглашались с идеями Армстронга по разным причинам. Он обратился в RCA, и, хотя они были впечатлены, они сосредоточились на телевидении и не хотели отвлекать какие-либо ресурсы на новую форму вещания.

После многих трудностей Армстронг в 1939 году запустил собственную радиостанцию, чтобы продемонстрировать эффективность FM. Для размещения этой и других станций, следующих за FCC, выделена полоса частот от 42 до 50 МГц.Вскоре последовали и другие, но после войны Федеральная комиссия по связи в США изменила выделенную полосу частот на известную сегодня между 88 и 108 МГц. Несмотря на то, что вначале были некоторые проблемы из-за того, что было продано несколько сотен тысяч радиостанций, группа была принята во всем мире, и это диапазон УКВ FM, который мы знаем сегодня.

После того, как FM стал средой для высококачественного вещания, он быстро развился.

В дополнение к этому, вид узкополосного FM стал популярным для мобильной связи в диапазонах УКВ и УВЧ.Природа FM означала, что колебания силы сигнала не влияли на работу почти так сильно, как если бы это был сигнал AM.

Индекс модуляции и коэффициент отклонения

При использовании частотно-модулированного сигнала очень полезно иметь меру того, что фактически является уровнем модуляции.

Это полезно при определении параметров, например, является ли сигнал узкополосным или широкополосным частотно-модулированным сигналом. Это также очень полезно для обеспечения того, чтобы все передатчики или приемники в системе были настроены для обеспечения стандартизованного уровня модуляции, поскольку это влияет на такие параметры, как ширина полосы приемника, разнос каналов и тому подобное.

Для определения уровня модуляции используются цифры, известные как индекс модуляции и коэффициент отклонения.


Диапазон FM

Одним из ключевых элементов FM-сигнала является его полоса пропускания. При любом частотно-модулированном сигнале боковые полосы выходят в обе стороны. Они на самом деле простираются до бесконечности, но их интенсивность спадает. К счастью, можно ограничить полосу пропускания FM-сигнала без чрезмерного ухудшения его качества.

Частотная модуляция широко используется во многих областях радиотехники, включая радиовещание и области двусторонней радиосвязи.В этих приложениях можно эффективно использовать его особые преимущества.

Хотя во многих областях используются другие формы модуляции, FM по-прежнему обеспечивает высочайшее качество для радиовещания, а также множество преимуществ для других форм связи.

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 Радиочастотный циркулятор Типы радиоприемников Радио Superhet Избирательность приемника Чувствительность приемника Обработка сильного сигнала приемника Динамический диапазон приемника
Вернуться в меню тем Радио.. .

Как работает модуляция? | Радио Академия Таита

Частота радиочастотного канала лучше всего понимать как частоту несущей волны.
Несущая волна — это чистая волна постоянной частоты, немного похожая на синусоидальную волну. Сам по себе он не несет много информации, к которой мы можем относиться (например, речь или данные).

Чтобы включить речевую информацию или информацию о данных, необходимо наложить другую волну, называемую входным сигналом, поверх несущей.Этот процесс наложения входного сигнала на несущую волну называется модуляцией. Другими словами, модуляция изменяет форму несущей, чтобы каким-то образом кодировать речь или информацию данных, которые мы хотели передать. Модуляция подобна сокрытию кода внутри несущей волны.

Напомним, что любая волна имеет три основных свойства:
1) Амплитуда — высота волны
2) Частота — количество волн, проходящих через данную секунду
3) Фаза — где фаза находится в любой данный момент.

Существуют разные стратегии модуляции несущей. Во-первых, пользователь может настроить высоту держателя. Если высота входного сигнала изменяется в зависимости от громкости голоса пользователя, а затем добавляется к несущей, то амплитуда несущей изменяется в соответствии с входным сигналом, который в нее подается. Это называется амплитудной модуляцией или AM .

Также можно изменять частоту входного сигнала. Если этот входной сигнал добавлен к чистой несущей, это изменит частоту несущей волны.Таким образом, пользователи могут использовать изменения частоты для передачи речевой информации. Это называется частотной модуляцией или FM.

Эти две стратегии можно объединить для создания третьей схемы. Фактически, любая стратегия, сочетающая входной сигнал с несущей для кодирования речи или другой полезной информации, называется схемой модуляции.

Схемы модуляции могут быть аналоговыми или цифровыми. Схема аналоговой модуляции имеет входную волну, которая непрерывно изменяется, как синусоидальная волна.В схеме цифровой модуляции все немного сложнее. Голос дискретизируется с определенной частотой, а затем сжимается и превращается в битовый поток — поток нулей и единиц — а он, в свою очередь, создается в волну определенного типа, которая затем накладывается на несущую.

Большой вопрос в том, почему несущие волны вообще модулируются? Почему бы просто не использовать входной сигнал напрямую? В конце концов, он несет всю интересующую нас информацию и занимает всего несколько килогерц и пропускную способность.Так почему бы не использовать его напрямую? Зачем вообще нужны несущие и модуляция?

Интересно, что входные сигналы могут передаваться (без несущей) электромагнитными волнами очень низкой частоты. Проблема, однако, в том, что для передачи этих очень низких частот потребуется некоторое усиление. Сами входные сигналы не обладают большой мощностью и требуют довольно большой антенны для передачи информации.

Для того, чтобы связь оставалась дешевой и удобной и требовала меньшего количества энергии для передачи как можно большего количества информации, используются системы несущих с модулированными несущими.

Следующая тема →

FM-передатчиков от BW Broadcast

Известные передатчики

BW Broadcast принимают станции в эфир более 20 лет, и 15 из них сертифицированы LPFM. Эта испытанная и испытанная платформа была поднята на совершенно новый уровень с нашими отмеченными наградами FM-передатчиками V3.

Новейшие передатчики V3 FM основаны на нашем многолетнем опыте и отзывах клиентов, чтобы разработать наши самые передовые передатчики. Функции, которые сделают ваше звучание лучше, повышенную надежность, более простое обслуживание и еще больший контроль над вашим передатчиком, чем когда-либо прежде.Хотите узнать больше, нажмите здесь, чтобы загрузить нашу корпоративную брошюру.

Загрузка видео …

Загрузка видео …

Нужна помощь в выборе?

Мощность вашего передатчика 30 Вт 50 Вт 150 Вт 300 Вт 600 Вт 1000 Вт

Ваше приложение Радио сообщества Радио сообщества Радио сообщества Радио сообщества Радио сообщества Радио сообщества

Для получения дополнительной помощи и совета звоните: +44 (0) 208 253 0290

  • Выходная мощность RF
  • Диапазон передачи
  • Аналоговые / цифровые входы XLR
  • Композитный вход
  • Стереокодер
  • Ограничитель звука с предыскажением
  • Многополосный процессор DSPX внутри
  • Защита от неисправности антенны
  • КСВН и мониторинг температуры
  • Вставные блоки питания / блоки питания с горячей заменой
  • Транзисторы с золотым зажимом
  • Пульт дистанционного управления RS232
  • Гарантия
  • Цена (рекомендованная производителем розничная цена) *

    * Все указанные цены являются рекомендованными розничными ценами.Цены в вашем регионе могут быть выше из-за пошлин, налогов, фрахта. таможенные сборы и другие факторы, не зависящие от нас.

Этот FM-передатчик мощностью 1RU 30 Вт — идеальное устройство для вас. Встроенная 4-полосная обработка звука DSPX, управление Ethernet, RDS Encoder и FSK IDer сокращают потребность в каком-либо дополнительном оборудовании — звук отличный прямо из коробки !.

Посмотреть продукт

  • 5-30 Вт
  • 9+ миль
  • Да
  • Да
  • Да
  • Да
  • Да
  • Да
  • Да
  • Да
  • 2 года
  • € 2090,00

Расскажите подробнее

Представляем ответ на вашу проблему LPFM с помощью новейшей технологии DDS.Этот FM-передатчик мощностью 50 Вт, 1RU — идеальное устройство для вас. Встроенная 4-полосная обработка звука DSPX, управление Ethernet, RDS Encoder и FSK IDer сокращают потребность в каком-либо дополнительном оборудовании — звук отличный прямо из коробки !.

Посмотреть продукт

  • 5-50 Вт
  • 9+ миль
  • Да
  • Да
  • Да
  • Да
  • Да
  • Да
  • Да
  • Да
  • 2 года
  • 2250 евро.00

Расскажите подробнее

Новая линейка передатчиков V3 теперь оснащена новейшей цифровой модуляцией Direct to Channel Digital Modulation. Этот FM-передатчик мощностью 150 Вт, 2RU — идеальное устройство для вас. Встроенный 4-полосный процессор обработки звука DSP, управление Ethernet, кодировщик RDS и идентификатор FSK, входы GPS для приложений SFN, блок питания с возможностью горячей замены и многое другое.

Посмотреть продукт

  • 10-150 Вт
  • 20+ миль
  • Да
  • Да
  • Да
  • Да
  • Да
  • Да
  • Да
  • Да
  • Да
  • Да
  • 2 года
  • € 2795,00

Расскажите подробнее

Новая линейка передатчиков V3 теперь оснащена новейшей цифровой модуляцией Direct to Channel Digital Modulation.Этот FM-передатчик мощностью 300 Вт, 2RU — идеальное устройство для вас. Встроенный 4-полосный процессор обработки звука DSP, управление Ethernet, кодировщик RDS и идентификатор FSK, входы GPS для приложений SFN, блок питания с возможностью горячей замены и многое другое.

Посмотреть продукт

  • 10-310 Вт
  • 30+ миль
  • Да
  • Да
  • Да
  • Да
  • Да
  • Да
  • Да
  • Да
  • Да
  • Да
  • 2 года
  • € 3095.00

Расскажите подробнее

Новая линейка передатчиков V3 теперь оснащена новейшей цифровой модуляцией Direct to Channel Digital Modulation. Этот FM-передатчик мощностью 600 Вт, 2RU — идеальное устройство для вас. Встроенный 4-полосный процессор обработки звука DSP, управление Ethernet, кодировщик RDS и идентификатор FSK, входы GPS для приложений SFN, блок питания с возможностью горячей замены и многое другое.

Посмотреть продукт

  • 10-610 Вт
  • 40+ миль
  • Да
  • Да
  • Да
  • Да
  • Да
  • Да
  • Да
  • Да
  • Да
  • Да
  • 2 года
  • 4295,00 €

Расскажите подробнее

Новая линейка передатчиков V3 теперь оснащена новейшей цифровой модуляцией Direct to Channel Digital Modulation.Этот FM-передатчик мощностью 1000 Вт, 2RU — идеальное устройство для вас. Встроенный 4-полосный процессор обработки звука DSP, управление Ethernet, кодировщик RDS и идентификатор FSK, входы GPS для приложений SFN, блок питания с возможностью горячей замены и многое другое.

Посмотреть продукт

  • 10-1100 Вт
  • 45+ миль
  • Да
  • Да
  • Да
  • Да
  • Да
  • Да
  • Да
  • Да
  • Да
  • Да
  • 2 года
  • € 5795.00

Расскажите подробнее

Последние новости

12 августа 2021

Выставки

12 августа 2021

Информационный бюллетень

Получите нашу рассылку новостей
Получите эксклюзивные предложения и будьте в курсе, подписавшись на нашу рассылку.

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *