Всё о железнодорожном транспорте > Автоматика > Модуляторы, демодуляторы и преобразователи частотыКарта сайта Ахтунг!
Использование тока высокой частоты для передачи информации возможно только при управлении им. Управление синусоидальным током сводится к изменению в соответствии с передаваемым сигналом одного из трех параметров: амплитуды, частоты или фазы. При воздействии управляющим сигналом на амплитуду получим амплитудную модуляцию (AM), частоту — частотную (ЧМ) и фазу — фазовую (ФМ).
Рассмотрим принцип действия амплитудного модулятора. На базу транзистора ( 1.40, а) подаются напряжения высокой частоты t76cos со/ от автогенератора или усилителя высокой частоты УВЧ, звуковой частоты (VqCOs от микрофона и постоянное напряжение смещения Е. За счет этого напряжения смещения транзистор работает в режиме с отсечкой коллекторного тока, в котором за отрицательный полупериод U6 коллекторный ток равен нулю и в коллекторной цепи проходят импульсы тока. Под влиянием звукового напряжения амплитуды коллекторных импульсов изменяются во времени ( 1.40, б). Эти импульсы, проходя по коллекторному контуру возбуждают в нем колебания с амплитудой тока /к, пропорциональной амплитуде импульсов. Возникает амплитудная модуляция.
Таким образом, модулированные колебания можно рассматривать как колебания высокой частоты го, у которых амплитуда изменяется с низкой частотой Q. Последнее уравнение позволяет рассматривать модулированные колебания как сумму трех колебаний с неизменными амплитудами (при М= const) и частотами со, со+й, со—Q ( 1.41). Первое слагаемое называют током несущей, второе — током верхней боковой, а третье — током .нижней боковой частот. Принцип действия частотной и фазовой манипуляции поясняется графиками 18.3. Детектирование (демодуляцию) можно осуществить с помощью элемента с нелинейной вольт-амперной характеристикой или параметрами, периодически меняющимися во времени. В качестве такого элемента используют электронную лампу, транзистор или полупроводниковый диод.
Отношение амплитуды напряжения низкой частоты на выходе детектора к амплитуде напряжения высокой частоты называют коэффициентом передачи детекторного каскада. Если с выхода УВЧ на выход детекторного каскада ( 1.42, а) поступают немодулироваиные колебания, то ток диода имеет периодическую, но несинусоидальную форму /, содержащую постоянную составляющую /0 ( 1.42, б) и бесконечный ряд переменных с частотами со, 2со, Зсо и т. д. (гармоники). Переменные составляющие замыкаются через емкость С, а постоянная составляющая проходит через сопротивление R и создает на нем падение напряжения Е= I0R, которое и будет полезным результатом детектирования. Если на вход детектора подать амплитудно-манипулированные импульсы (телеграфные посылки), то на выходе получим посылки постоянного тока.
При подаче на вход детектора модулирования по амплитуде сигнала значение постоянной составляющей на его выходе будет меняться в такт изменениям амплитуды ( 1.42, в). Эту составляющую (постоянную по направлению тока и переменную по значению) можно представить как сумму двух токов: постоянного и переменного со звуковой частотой, который отделяется конденсатором ( 1.42, г) и подается на вход усилителя низкой частоты УНЧ.
В аппаратуре многоканальных систем с частотным разделением каналов токи исходных сигналов на передающей стороне преобразуются по частоте в различные высокочастотные токи, а на приемной — обратно в исходные с помощью модуляторов и демодулятюров. Так как схемы и принцип действия этих устройств подобны, то обычно их называют преобразователями частоты ( 1.43, а). Преобразователь состоит из нелинейного элемента (полупроводниковый диод или транзистор), называемого смесителем, и гетеродина—генератора радиочастоты.