 |
 |
 |
 |
На рис 2, в noKasairf промежуточ,ный случай, когда заметною величину имеют и амплитудная, и фазовая модуляции.
Если вектор модуляции будет вращаться, оставаясь постоянным по величине, изображающая точка будет описывать окружность, и такая модуляция может быть условно названа круговой (рис. 2, д). Легко заметить, что она отличается от амплитудной (рис. 2, г) только в одном отношении: отсутствует вектор одной боковой, т. е. круговая модуляция является однополосной. Длина вектора несущей не имеет особого значения; он может быть уменьшен до небольшой величины либо вообще уничтожен, и тогда модуляция станет однонолосной с полным подавлением несущей. На диаграмме останется только вектор модуляции, вращающийся с частотой Q, длина которого пропорциональна низкочастотному модулирующему напряжению. Таким образом, при модуляции одним тоном однополооный сигнал с подавленной несущей представляет собой высокочастотное колебание, амплитуда которого пропорциональна амплитуде модулирующего колебания, а частота отличается от несущей на величину модулирующей частоты.
На векторной диаграмме может быть только два варианта. Если вектор модуляции отстает от вращения вектора несущей (на неподвижной фазовой плоскости), этот случай соответствует нижней боковой полосе, если же вектор модуляции обгоняет вектор несущей, имеем дело с верхней боковой полосой.
Можно представить и еще один класс модуляции - эллиптическую, в соответствии с характером движения изображающей точки на фазовой плоскости (рис 2, е). Эллиптическую модуляцию можно разложить На круговую и линейную, так что рассмотренные выше типы модуляции являются ее частными случаями. Такая модуляция иногда получается при попытке синтезировать амплитудную модуляцию путем до-бав-ления несущей с фазовым сдвигом в двухполосный сигнал с неодинаковым уровнем боковых.
Если изображающая точка совершает колебательное движение по дуге с центром в начале вектора (рис. 2, ж,), такую модуляцию можно назвать чисто фазовой или частотной. Сравнивая рисунки 2, б и 2, ж, можно заметить, что при малых углах фазовая и квадратурная модуляции практически не отличаются друг от друга, так как малый участок дуги можно приближенно считать отрезком прямой.
Векторное изображение модуляции понадобится нам в дальнейшехм изложении материала, в частности, при объяснении принципа работы фазокомпансационных устройств получения однополосного сигнала.
4. ОДНОПОЛОСНЫЙ СИГНАЛ
Если полученную в результате амплитудной модуляции одним тоном систему трех высокочастотных колебаний подать на детектор, то на выходе его мы получим колебания одной частоты F. Колебания на выходе детектора происходят «в (Соответствии с законом модуляции высокочастотного сигнала, которая, в свою очередь, подчиняется закону модулирующих колебаний в передатчике. Следовательно, напряжение на выходе детектора повторяет модулирующее напряжение.
Возьмем для примера/=7000 кгц и 1 кгг. Боковые частоты будут равны тогда 7001 и 6999 кгц, а после детектора получйМ снова звуковую частоту 1 кгц. Передаваемая информация при тональной телеграфии заключена в боковых частотах, причем обе они содержат одинаковую информацию.
Допустим теперь, что мы каким-то образом удалили нижнюю боковую частоту 6999 кгц. После детектора опять-таки получатся низкочастотные колебан.ия с частотой 1 кгц, но вдвое меньшей амплитуды, так как теперь на выходе детектора не происходит сложения напряжений от детектировз"ия двух боковых частот.
Мы выяснили, что для передачи сообщений достаточно воспользоваться одной из двух боковых частот (верхней или нижней-безразлично) и несущей. Разберемся, однако, так ли уж необходима для передачи сообщений несущая частота. Поскольку параметры модуляции {F и т) не входят в первый член выражения, описывающий колебания несущей, она при AM ле изменяется. Это позволяет исключить несущую из сигнала без ущерба для передаваемого сообщения. Несущая AM сигнала играет вспомогательную роль-переносит информацию о точном значении частоты и фазы колебаний, необходимых для прав1ильного детектирования AM сигнала.
Попробуем удалить несущую частоту (7000 кгц в нашем примере) и на детектор подадим только два колебания: с часгготой 7000 кгц от специального местного генератора и оставшуюся верхнюю боковую частоту 7001 кгц. Для работы детектора происхождение частоты 7000 кгц безразлично; на его выходе мы опять получим колебания с частотой 1 кгц. Процесс воссоздания подавленной несущей частоты называется восстановлением несущей.
Как видно теперь, для передачи сообщений достаточно передавать лишь одну из боковых частот, восстанавливая несущую в месте приема. Если в нашем примере частота местного гетеродина будет не ровно 7000 кгц, а 7000,3 кгц, на выходе детектора получатся колебания с частотой 7001-7Q00,3= = 0,7 кгц. Изменяя частоту местного гетеродина, мы можем получить биения разной частоты, т. е. звук более высокого или низкого тона. Явление это хорошо известно всем коротковол-
/гТТПШ]Ш]1ТГ
и-tf-J
ttj Ш сигнал
/гтТТ1Ш!/[1ШШ
-6f -
5IDS в сигнал
новикам и широко используется при телеграфной работе.
Промодулируем теперь наш передатчик не чистым тоном, а целым спектром речевых частот. (Речь, как известно, нельзя предста(вить как колебания одной частоты; речь - переменная сумма многих синусоидальных колебаний с меняющейся амплитудой, образующих спектр речи). В результате модуляции в эфир вместе с несущей излучаются уже не две боковые частоты, а две полосы частот. Они располагаются выше и ниже несущей по оси частот и называются соответственно верхней и нижней боковыми полосами. Каждая такая полоса состоит из многих частот, соответ-. ствующих определенным компонентам в звуковом модулирующем спектре, причем каждая из частот нижней боковой полосы имеет соответствующую ей частоту в верхней боковой полосе, являющуюся как бы ее зеркальным отражением. Их амплитуды равны и расположены они на одинаковом расстоянии по оси частот от несущей. Боковые частоты, соответствующие низшим частотам модулирующего спектра, располагаются ближе к несущей частоте. Разность между боковыми частотами, соответствующими наивысшей частоте модуляции /высш, составляет 2 высш. Если высшая частота модуляции равна 3 кгц, излучаемая полоса частот составляет 6 кгц Несущая, естественно, располагается посредине этого участка (рис. 3, а).
Обе боковые полосы идентичны по информации.
Здесь уместно заметить следующее. Если выделение одной боковой полосы производится в передатчике, мы имеем дело с однополосной передачей, если в приемнике- получаем однополосный прием. Когда ведется однополосный прием однополосной же передачи, получается канал однополооной связи. Возможен, однако, и однополосный прием двухполосной передачи.
Подавив в передатчике или приемнике одну из боковых полос AM сигнала, мы сможем передать по каналу связи ту
BJSSd сигнал
Рис. 3. Частотные спектры: а-AM сигнала; б-двухполосного сигнала с подавленной несущей; в-однополосного сигнала с подавленной несущей
0 1 [ 2 ] 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103