Методы формирования однополосных сигналов
При ОМ генерируется в канал связи одна боковая полоса.
ОБП – сложная амплитудно-частотная модуляция.
Если имеется чистый тон: U=UW cosWt
U=Uo(1+m cosWt) cos wt=
При ОБП – нет несущего колебания (1-ое слагаемое) и одной боковой полосы.
Для демодуляции такого сигнала, необходимо восстановить несущую. Поэтому при модуляции оставляют немного несущею гармонику
Преимущества: - более эффективное использование мощности передатчика: при m=1 в боковой полосе содержится мощности всего сигнала; при суммарной мощности – в БП – 1/6 мощности.
В однополосном сигнале основная мощность расходуется на создание информационного сигнала;
- ОБН модуляция занимает меньшую полосу частот, следовательно, на одном и том же участке можно разместить в 2 раза больше станций (каналов).
Недостатки: - для приема ОБП требуется восстановление несущей, т.е. дополнительная аппаратура в приемнике (гетеродин c fn и фильтр на fn);
- требуется повышенная стабильность частоты гетеродина приемника, и передатчика (10-6 10-8);
- формирование ОБП – более сложное, чем АМ. осуществляется на малых уровнях Р, а затем усиливается сформированных ОБП сигнал.
Используется двухполосная модуляция – модуляция без несущей, тоже выгодны энергетически, но полоса больше.
1. Фильтровой метод формирования ОБП.
Сначала подают несущее колебание, т.к. его отфильтровать тяжело, оно мощное и близко расположено к боковой полосе.
Сделать фильтр полосовой, который вырежет ону боковую полосу.
чтобы убрать несущую из АМС необходимо перемножить 2 сигнала: и на выходе получить сигнал без несущей.
Используют 2 метода получения х:
1) основан на формировании двух модулированных колебаний: (противофазных)
- балансный модулятор.
Для более качественного подавления, используют ????? модуляторы (есть мост) должна быть обеспечена идентичность каналов.
2) основан на соотношении у=(a+b)2.
Если сумму или разность возвести в квадрат, то получим:
есть постоянная составляющая и гармоника с 2W
нужно возвести в квадрат, используем диоды или ПТ с квадратными характеристиками.
На выходе х двух сигналов.
После подавления несущей, необходима фильтрация одной боковой полосы.
ПФ – кварцевые, LC, пьезоэлеханические.
ПФ должен иметь большую крутизну скатов ЧХ вне полосы.
2-ую БП нужно подавить на 60 дБ.
Кварцевые фильтры можно использовать до 10МГц, но чем меньше частота, тем проще требования к фильтру, поэтому чаще всего делают многоступенчатые преобразования сигнала: в качестве поднесущего колебания 100-150 кГц, в качестве фильтров – электромеханические, требуемая крутизна подавления. Затем этот ОБП сигнал переносится на более высокую частоту.
- на выходе БМ2 расстояние между полосами 2w1 – большое, и для подавлении боковой полосы можно использовать LC-фильтры.
Иногда делают тройное преобразование, когда большая частота передатчика.
Дальше ставят усилители сигналов, т.к. мощность ОБП мала. К усилителям ОБП - сигналов предъявляют жесткие требования:
- поскольку информация заключена в амплитуде сигнала, которая может меняться от 0 до UWmax, то усилители должны иметь большой динамический диапазон и хорошую линейность.
В ламповых генераторах работают без сеточных токов, т.к. они имеют нелинейность, здесь недоиспользование АЭ по мощности на 20¸30%, работа в недонапяжённом режиме.
БТ, имеют нелинейные характеристики, их для усиления сигнала применять нежелательно, поэтому чаще используют ПТ.
А для увеличения ОБП разрабатываются приборы для увеличения крутизны, увеличения линейности характеристик.
В ОБП усилителях можно использовать только 2 угла отсечки:q=900, q=1800.
2. Синтетический метод формирования ОБП.
Основан на синтезе ОБП сигнала на больших уровнях мощности.
Одновременно осуществляется АМ и ЧМ.
(не должно быть умножителей частоты).
Синтез сигнала осуществляется на требуемой рабочей частоте.
Недостаток: - АМС и ЧМС должны быть синфазными, расхождение приводит к изменению спектра
- так информация заложена в ЧМС, то умножители не применяют.
3. Фазокомпенцационный метод.
Несущее колебание и боковая полоса подавляются в результате подбора фазовых соотношений между АМ колебаниями. Используются несколько колебаний сдвинутых по фазе: 3600/n, n³3.
Трехфазная система: (сдвинуты на 1200).
Достоинство метода: ОБП формируется на рабочей частоте.
Недостаток: - необходимы идентичные АМ (модуляторы).
- необходимо наличие фазовращателей, которые работают от 300 Гц до 3,5 кГц.
4. Фазоразностный метод формирования сигнала.
Устранение несущей колебания с помощью балансных модуляторов.
Изменение включения фазовращателя, можно получить вершину БП.
Точность подавления несущего колебания зависит от фазовых соотношений комбинированных колебаний.
Применяют: (1+3).
5.Фазофильтровой метод
нижняя боковая полоса.