Протоколы передачи данных Протокол с выборочным повтором Сети Петри высокоуровневый протокол управления каналом код Хэмминга Метод выборочного повтора протокол скользящего окна

Электроника

ИСКАЖЕНИЯ МОДУЛИРОВАННЫХ КОЛЕБАНИЙ

 В качестве примера линейных искажений рассмотрим искажения амплитудно-модулированного колебания

   (2.6.21)

возникающие в резонансом усилителе с нагрузкой в виде параллельного колебательного контура. Будем полагать, что резонансная частота контура  совпадает с несущей частотой АМ-колебания.

 Сопротивление параллельного колебательного контура в области малых расстроек определяется выражением

  (2.6.22)

где   – резонансное сопротивление контура,

  – обобщенная расстройка.

Комплексный коэффициент передачи усилителя будет равен

  (2.6.23)

 Умножая амплитуды всех составляющих выражения (2.6.21) на модуль коэффициента передачи  и учитывая фазовые сдвиги для боковых частот, для выходного сигнала получим выражение

  (2.6.24)

где  (2.6.25)

 Замечаем, что в этом случае глубина модуляции выходного сигнала

  (2.6.26)

оказывается меньшей, чем на входе, а огибающая амплитуд на выходе отстает по фазе от огибающей входного колебания на угол φ, зависящий от частоты модулирующего колебания Ω. При модуляции сложным сигналом, имеющим полосу частот от  до , верхним частотам на выходе усилителя будут соответствовать меньшие коэффициенты модуляции. Поэтому на выходе детектора приемника будет наблюдаться относительное ослабление верхних частот передаваемого сообщения. Кроме того, фазовые сдвиги для частотных составляющих будут определяться выражением (2.6.25), т. е. не будут линейно зависеть от частоты.

Если частота несущего колебания не совпадает с резонансной частотой контура (рис. 2.36), то будет наблюдаться несимметричное ослабление верхней и нижней боковых частот (полос), что иллюстрируется на рис. 2.37 векторной диаграммой выходного сигнала. Длина равнодействующего вектора ОС, изображающего результирующее колебание, будет изменяться по сложному закону, не совпадающему с синусоидальным законом изменения огибающей на входе. Имеющееся далее в схеме приемника нелинейное устройство –


амплитудный детектор - выделит огибающую модулированного колебания на выходе усилителя, которая кроме основной частоты Ω будет содержать новые, кратные частоты. Следовательно, нарушение симметрии амплитуд и фаз боковых частот при неточной настройке контура приводит к нелинейным искажениям передаваемых сигналов. Кроме того, в этом случае возникает паразитная фазовая модуляция. Действительно, при вращении векторов боковых частот (рис.2.37) будет непрерывно изменяться фаза результирующего вектора относительно вектора несущего колебания.

Если амплитудно-модулированное колебание проходит через систему двух связанных контуров с двугорбой резонансной кривой (рис.2.38), то будет наблюдаться явление ''перемодуляции".


 Амплитуды частотных составляющих, соответствующих подъемам резонансной кривой, будут увеличиваться по сравнению с амплитудами их на входе избирательной системы и могут превысить 50% от амплитуды несущего колебания. При неточной настройке контура, кроме того, возникнут нелинейные искажения из-за асимметричного расположения спектра исходного сигнала относительно резонансной кривой.

 В заключение рассмотрим прохождение радиоимпульса с прямоугольной огибающей

  (2.6.27)

через колебательный контур, настроенный на частоту .

Пользуясь спектральным способом или решая дифференциальное уравнение контура, можно показать, что огибающая амплитуд выходного сигнала нарастает в этом случае по экспоненциальному закону:

  (2.6.28)

а выходной сигнал будет определяться выражением

  (2.6.29)


где Q - добротность контура, а  – затухание контура. После окончания сигнала (t>Т ) в колебательном контуре будет наблюдатьcя свободный колебательный процесс (рис. 2.39)

 (2.6.30)

  В момент времени  амплитуда колебания на контуре будет равна

  (2.6.30)

где величина к определяется выражением

  (2.8.31)

т. е. равна отношению амплитуды колебаний в момент окончания радиоимпульса к максимально возможной, наблюдаемой Установившемся режиме. Величина к однозначно определяется затуханием контура α. Из (2.6.31) находим

  (2.6.32)

Напомним, что , где  - половина полосы пропускания контура. Поэтому из последнего выражения можно непосредственно определить требуемую полосу пропусками контура для заданных значений к, т.е. для заданного, качества воспроизведения формы импульса на выходе колебательного контура. Например, при k=0,95 получим

  (2.6.33)

или

 

Для получения меньших искажений радиоимпульса полосу пропускания контура необходимо увеличить. Однако в любом случае необходимая полоса пропускания обратно пропорциональна длительности радиоимпульса.

В случае расстройки контура относительно несущей частоты радиоимпульса время установления колебаний несколько сокращается, а процесс установления принимает колебательный характер, как это показано на рис.2.40.

Частота пульсаций равна величине расстройки . Это объясняется биениями между входным колебанием с частотой ω и свободными колебаниями в контуре с частотой, которая при высокой добротности мало отличается от резонансной частоты контура.


 


На главную