Форма выходного напряжения Свых показана на рис. 11.10,6. Уровни ЭТОГО напряжения взяты из следующего примера.

Пример 11.10. На рис. 11.10 £нес.11ик=£мод.гик=5 В. Частота несущей /нес = 10 кГц, а частота модуляции /мод=1 кГц. Определить пиковые значения несущей и мультипликативной составляющих на выходе.

Решение. Из уравнения (11.9) определим пиковое значение несущей составляющей;

-щ-= 2.5В.

Максимальная а.мплитуда мультипликативной составляющей равна

5В.5В

-0- = 2.5В.

Форма и вых показана на рис. 11.10,6. Обратите внимание на то, что огибающая t/вых имеет ту же форму, что и мод. Это является отличительной особенностью стандартного амплитудного (ЛМ), но не балансного модулятора.

И.6.2. Частотный спектр стандартного модулятора AM. Частоты сигналов, присутствующих в t/вых стандартного АМ-модулиро-ванного выхода (рис. 11.10), находят из уравнения (11.10). Используем значения напряжений из примера 11.10.

Несущая составляющая =2,5 В (в пике) при 10 000 Гц;

Нижняя боковая частота=1,25 В (в пике) при 9 000 Гц;

Верхняя боковая частота = 1,25 В (в пике) при 11 ООО Гц. Амплитуды этих частот отложены иа диаграмме рис. 11.11, и их можно сравнить с частотным спектром балансного модулятора (рис. 11.9).

ffocmo/гнная оставляющая

£ыход l/g

Миокт

/ к/ц

ffeci/iqc/jf

. верлнял

А Гц

Рис. 11.11. Частотный спектр стандартного АМ-модулятора. , .= io кГц.

Модулирующий сигнал SB, 1кГц

Несущая п SB, ГО кГц

Вых (далансная модуляция) О

Щыа: О

штшттш

1/\д л-4а/ма/\>

Рис. 11.12. Сравнение балансной модуляции и стандартной AM (рис. 11.10).

11.6.3. Сравнение стандартных модуляторов AM и балансных модуляторов. Если переключатель на рис. 11.10, а находится в положении АМ , то f/Еых будет содержать три частоты: f ec, /нее -/мод

и /нес-/мод- Заметим, что огибающая t/pbix имеет ту же форму, что и информационный сигнал мод. Этот факт можно использовать для (юсстановления £ од из АМ-сигнала. Если переключатель на рис. 11.10, а находится в положении балансная , то (/вых будет содержат только мультипликативную составляющую, имеющую всего две частоты: /нес-Ь/ыод и /нес-/мод. Огибающая t/вых не повторяет Емод. Поскольку t/Еых не содержит /нес, модуляция такого типа называется балансной модуляцией в том смысле, что несущая на выходе отсутствует благодаря балансной компенсации. Ее называют также модуляцией с подавлением несущей, так как несущая на выходе подавлена.

На рис. 11.12 для сравнения балансной и стандартной амплитудной модуляций показаны выходные сигналы модуляторов обоих типов.

11.7. Демодуляция амплитудно-модулированного напряжения

Демодуляция, или детектирование, есть процесс восстановления модулирующего сигнала Емод из модулированного выходного напряжения t/Еых. Для объяснения того, как осуществляется демодуляция, подадим АМ-сигнал на вход у перемножителя, как показано на рис. 11.13. Сигнал каждой частоты на входе у умножается на частоту несущей на входе х, создавая суммарную и разностную частоты, как показано на рис. 11.13,6. Поскольку только частота 1 кГц является модулирующим сигналом, применим для выделения £мод фильтр нижних частот. Таким образом, демодулятор-это просто перемножитель, на один вход которого подается несущая частота, а на другой - подлежащий демодуляции

Ufi со схемы рис. /иОб 9,10 и кГе/

£хг.5В (ампли- туда), ЮкГц

£моЛ

Вход 2,SB; 70 кГц

2,5 В 10 кГц

1,25 В 9 кГц

1,25 В 11 кГц

Вход у

0,31 В +

0,31В

20 кГц

0,15 В IS кГц +

0,15 В 1кГц +

0,15 В 1 кГц .

0,15 В

21 кГц

Фильтра Едд

вых г

Рис. 11.13. Демодулятор на перемножителе и фильтре нижних частот (о) и амплитуды и частоты компонент сигналов на входах х, у, выходе перемножителя и фильтра {б).

АМ-сигнал. Сигнал с выхода перемножителя подается на фильтр нижних частот, с выхода которого снимается первоначальный модулирующий информационный сигнал мод. Итак, перемножитель плюс фильтр нижних частот и сигнал несущей дают демодулятор.

На рис. 11.14 показаны формы входных и выходных сигналов модулятора и демодулятора AM. Обратите внимание на необычную форму и вых. 2, являющуюся следствием того, что это напряжение содержит шесть составляющих (подробно см. рис. 11.13,6).

11.8. Демодуляция напряжения балансного модулятора

Модулирующий сигнал мод восстанавливается с выхода балансного модулятора тем же способом, который был применен на рис. 11.13 и в разд. 11.7. Единственное отличие состоит в отсут-

о

о к о

с к а ж к п, с

о: к =Г

а ж о

I iKiiH несущей частоты 10 кГц на входе у демодулятора. Отсутст-иис этой частоты 10 кГц устраняет также постоянную составляю-IIIМО и составляющую 20 кГц в t/вых.2- Для демонстрации данного .иособа демодуляции и для показа результирующих сигналов бы-1.1 собрана схема на рис. 11.15. Демодулированный сигнал ыод )сдставляет собой не чистую синусоиду, поскольку был использо-

i:.lH простой фильтр. ЕсЛИ /нес уВСЛИЧИТЬ ДО 100 кГц, форМа Емод.

(\дет ближе к идеальной синусоиде.

Частота несущей, подаваемой на демодулятор, должна в точ-чисти равняться частоте несущей, возбуждающей модулятор.

11.9. Модуляция и демодуляция с одной боковой полосой

На выход балансного модулятора (рис. 11.8 и 11.9) можно нключить фильтр верхних частот (гл. 12). Если этот фильтр подавляет все нижние боковые частоты, то на выходе будет присут-( гвовать одна боковая полоса (SSB)*. Если фильтр не устраня-1Т, а только ослабляет нижние боковые частоты (оставляя часть нижней боковой полосы), то мы имеем дело с модулятором с частичным подавлением боковой полосы.

Предположим, что на наш SSB-модулятор наряду с несущей /пес подана только одна модулирующая частота /мод- На выходе модулятора будет только одна верхняя боковая частота /нес+/мод. Все, что МЫ должны сделать для демодуляции этого сигнала и восстановления /мод,- это подать SSB-сигнал /нео+/мод на один, а /нес - на другой вход перемножителя. В соответствии с положениями, изложенными в конце разд. 11.5.4, на выходе демодулятора должны появиться сигналы с суммарной (/нес+/мод) +/нес и раз-постной (/нес +/мод)-/нес =/мод ЧаСТОТаМН. ФиЛЬТр НИЖНИХ ЧЗСТОТ

восстановит модулирующий сигнал /мод и легко подавит сигнал

высокой частоты 2/нес+/мод-

11.10. Сдвиг частот

в схемах радиосвязи часто бывает необходимо сдвинуть несущую частоту /нес вместе со связанными в ней боковыми частотами до более низкой промежуточной частоты / р. Такой сдвиг каждой из указанных частот осуществляется при помощи неремножителя, включенного но схеме рис. 11.16, а. Промодулированный несущий сигнал подается на вход у. Местный генератор настраивается на частоту /о, равную сумме несущей и требуемой промежуточной частот, и сигнал с него подается на вход х. Частоты, присутствую-

> Аббревиату.ра английского написания термина одна боковая полоса> (single side band) - SSB широко распространена в международной практике радиосвязи и технической литературе. - Прим. перев.