Передатчики с угловой модуляцией (стр. 2 из 2)
Косвенные методы предполагают получение нужного вида УМ путем осуществления другой модуляции и соответствующего преобразования сигнала. Так как частота и фаза гармонического колебания взаимосвязаны, то ЧМ колебание можно получить, осуществляя модуляцию по фазе. В случае применения косвенного метода ФМ получается из частотной модуляции и соответствующего преобразования сигнала.[1]
Рисунок 5 – Схемы прямого (а, б) и косвенного (в, г) методов получения частотной и фазовой модуляции
Для преобразования фазовой модуляции в частотную на входе фазового модулятора включается интегратор рисунке 5 (в).
Минимальному значению частоты модулирующего сигнала соответствует максимальное значение отклонения девиации фазы. Небольшое значение девиации частоты, которое можно получить при косвенном методе, ограничивает область его использования. Повышение девиации частоты возможно путем увеличения максимальной девиации фазы за счет применения многоконтурных колебательных цепей или умножения частоты сигнала в n раз, что в такое же число раз увеличивает девиацию частоты.[1]
3 Построение передатчиков с угловой модуляцией
3.1 Передатчики низовой радиосвязи
Передатчики низовой радиосвязи входят в состав радиостанций различных систем радиосвязи. На рисунке 6 (а), (б) представлены структурные схемы передатчиков низовой связи с УМ. Первая схема использует прямую ЧМ варикапом в кварцевом автогенераторе.[1]
Модулирующий сигнал UW усиливается в УНЧ 2 и подвергается частотной предкоррекции в 3, затем производится ограничение его амплитуд в ограничителе 4. ФНЧ 5 ограничивает спектр модулирующего сигнала приблизительно до 3,5 кГц. В кварцевом автогенераторе 6 осуществляется прямая ЧМ, затем производится умножение частоты для увеличения глубины модуляции и повышения частоты до рабочего диапазона системы радиосвязи. Полосовой фильтр 8 ослабляет нежелательные спектральные составляющие, возникающие при умножении частоты. Усилитель мощности ВЧ 9 обеспечивает необходимый уровень выходной мощности передатчика, ФНЧ 10 – ослабление излучения высших гармоник до допустимого уровня (40…60дБ).[1]
Рисунок 6 (а) – Структурная схема передатчика низовой связи с ЧМ на кварцевом генераторе
Структурная схема передатчика, использующего косвенный метод получения ЧМ, изображена на рисунке 6 (б) где в фазовом модуляторе 6 осуществляется модуляция фазы несущего колебания, спектр модулирующего сигнала перед входом модулятора может подвергаться дополнительной коррекции в интеграторе 3. Назначения элементов 1-5 и 7-10 аналогичны предыдущей схеме. Частота задающего генератора 11 стабилизируется кварцевым резонатором, а буферный усилитель 12 уменьшает влияние последующих цепей на частоту автогенератора.[1]
Рисунок 6 (б) – Структурная схема передатчика низовой связи с использованием фазового модулятора
3.2 Передатчики на УКВ
Передатчики для радиовещания на УКВ и звукового сопровождения телевидения должны обеспечивать высокое качество звукового вещания.
Передатчики мощностью 4…5 и 15 кВт для повышения надежности используют принцип построения со сложением мощностей двух полукомплектов, возбудители обеспечиваются 100%-ным резервированием.
Обеспечение высоких качественных показателей представляет серьезную проблему, которая решается в основном возбудителе.
Возбудитель УКВ станции ЗПУКВ-15 выполнен по схеме рисунка 7. Задающий генератор 1 обеспечивает высокостабильные колебания с частотой 80…90 кГц, которые модулируются по фазе в модуляторе 2, где используется импульсно-фазовая модуляция обеспечивающая девиацию фазы Df»140…1500. Затем частота умножается в 9 раз. Сигналом второго канала в модуляторе 8 производится амплитудная модуляция колебаний поднесущей частоты 31,25 кГц, при этом образуется спектр надтональных частот 16,25…46,25 кГц. Этим сигналом производится вторичная ФМ в фазовом модуляторе 4, где девиация фазы не превышает 7…100, так как модулирующий сигнал высокочастотный. Интегрирующие цепи 6 обеспечивают преобразования ФМ в ЧМ. Далее частота еще раз умножается в 9 раз и достигает рабочего диапазона 66…73 МГц. Модулирующие сигналы каналов подвергаются частотной предкоррекции цепью с постоянной времени 50 мкс.[1]
Рисунок 7 – Структурная схема возбудителя и предварительного усилителя передатчика УКВ ЧМ вещания с возможностью стереофонической работы
Заключение
Угловая модуляция обладает несколькими важными достоинствами. Так, мощность передатчика не изменяется при модуляции, она постоянна и равна пиковой,, тогда как при АМ, например, мощность несущей должна быть в четыре раза меньше пиковой. Усилитель мощности передатчика с угловой модуляцией работает при постоянной амплитуде сигнала, поэтому к его линейности не предъявляется никаких требований. Он может работать в режиме класса С, т.е. с максимальным кпд. Передатчик не требует для модуляции большой мощности звукового сигнала, по схеме и конструкции он получается заметно проще АМ.
Постоянство мощности ЧМ и ФМ сигналов — существенное преимущество в связи с развитием сети ретрансляторов. Ведь УКВ слабо огибают земную поверхность, поэтому дальность действия УКВ передатчиков в обычных условиях не намного превосходит дальность прямой видимости. Дальность значительно увеличивается при наличии ретранслятора, а тем более — цепочки ретрансляторов, установленных на возвышенных местах. Из-за нелинейности усилительных каскадов ретранслятора слабые сигналы подавляются в нем сильными. Если к тому же сильный сигнал модулирован по амплитуде, то в ретрансляторе возникнет перекрестная модуляция и слабый сигнал так же окажется промодулирован, связь нарушится. При использовании угловой модуляции перекрестная модуляция не возникает. Наличие сильного сигнала приводит лишь к уменьшению коэффициента усиления ретранслятора, но не нарушает возможности проведения связи. По этой же причине передатчики с угловой модуляцией практически не создают помех телевизионному и радиоприему и значительно меньше мешают близко расположенным радиостанциям по сравнению с АМ.
Список литературы
1 Проектирование радиопередающих устройств: Учебн. пособие для вузов/ В.В. Шахгильдян, В.А. Власов, В.Б. Козырев и др.; Под ред. В.В. Шахгильдяна.- 3-е изд.; перераб. и доп. М.: Радио и связь, 1993г.;
2 В. И. Каганов. Радиопередающие устройства. М. ИРПО: Издательский центр « Академия» 2002г.