ФОРМИРОВАНИЕ МОДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ 1 Характеристики модуляторов Основными характеристиками модуляторов являются модуляционная и частотная. Модуляционная характеристика представляет собой зависимость отклонения информационного параметра несущей от воздействующего постоянного модулирующего напряжения Uм. При гармонической несущей это отклонение амплитуды ?Um при АМ, отклонение частоты ?? при ЧМ и отклонение фазы ?? при ФМ. В идеальном случае модуляционная характеристика должна быть линейной (рисунок) однако реальная характеристика имеет отклонения. Эти отклонения приводят к нелинейным искажениям модулированного сигнала. По данной характеристике определяют качественные показатели модулятора (амплитуду модулирующего сигнала). Частотная характеристика представляет собой зависимость основного параметра модулированного сигнала от частоты модулирующего гармонического сигнала uМ(t). Для гармонической несущей такими параметрами являются ? коэффициент mАМ при АМ, девиация частоты ??m при ЧМ, индексу ??m при ФМ. Идеальная частотная характеристика имеет постоянное значение на всех частотах (рисунок). Реальная характеристика имеет отклонения, что приводит к частотным искажениям. По частотной характеристике определяют частотные свойства модулятора (полосу пропускания модулятора). Модуляционная и частотная характеристики снимаются экспериментально. 2 Формирование амплитудно-модулированных сигналов Однотактный амплитудный модулятор на диоде В состав данного модулятора входит диод (нелинейный элемент) и полосовой фильтр (рисунок). Нелинейный элемент в схеме необходим так как модуляция связана с изменением спектра сигнала. На диод VD, вольтамперная характеристика которого аппроксимирована полиномом второй степени, подаются три напряжения: напряжение смещения U0, напряжения модулирующего сигнала (u(t)) и несущего (S(t)) колебания. Спектр отклика диода при таком воздействии будет иметь вид (рисунок). В данном спектре модулированному сигналу соответствуют составляющие на частотах ?0, ?0??. Эти составляющие выделяются полосовым фильтром, в качестве которого используется колебательный LC контур, настроенный на частоту ?0. Временные диаграммы сигналов представлены на рисунке. Недостатком данного модулятора является присутствие в спектре АИ сигнала составляющей несущего сигнала. Балансный модулятор Данный модулятор представляет собой два однотактных амплитудных модулятора работающих на общую нагрузку (рисунок). Модулятор содержит два диода с одинаковыми ВАХ аппроксимированными полиномами третьей степени. Два резистора с малым, но одинаковым сопротивлением являются нагрузкой диодов. Модулирующий сигнал подается через первичную обмотку трансформатора, а несущее колебание подается через среднюю точку вторичной обмотки трансформатора и точкой соединения двух резисторов. Если в некоторый момент времени напряжения u(t) и S(t) будут иметь полярность показанную на рисунке, то, пренебрегая падением напряжения на резисторах, напряжение на диодах будет равно: uд1(t) = S(t) + uII(t); uд2(t) = S(t) - uII(t) где uII(t) ? напряжение модулирующего сигнала во вторичной обмотке трансформатора. Напряжение на выходе балансного модулятора будет равно uвых(t) = 2R(a1 uII(t) + 2 a2 S(t) uII(t) + a3 uII(t)3 + 3 a3 S(t)2 uII(t)) где а1, а2, а3 ? коэффициенты аппроксимирующего полинома. Спектр сигнала на выходе модулятора показан на рисунке. Как следует из спектра выходного сигнала, в нем отсутствуют составляющие несущего сигнала, четные составляющие модулирующего сигнала и их высшие гармоники, которые вносят искажения формы модулированного сигнала. ............