КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Преобразование частоты
Преобразование частоты – смещение спектра сигнала по шкале частот в ту или другую сторону, т. е. в область как более низких, так и более высоких частот. При таком смещении или переносе форма спектра не должна изменятся. Пример преобразования частоты (амплитудная модуляция, детектирование). При формировании АМ сигнала спектр модулирующего сигнала, содержащего передаваемое сообщение, переносится в область более высоких частот для обеспечения возможности излучения получающего радиосигнала в виде электромагнитных волн в линию передачи. При детектировании радиосигнала его спектр также, переносится, но уже в обратную сторону – в область низких частот, что позволяет вновь выделить модулирующий сигнал, а, следовательно, и передаваемое сообщение. При этом, конечно требуется чтобы при таких преобразованиях форма сигнала выделяемого при детектировании совпадала с формой модулирующего сигнала при модуляции. Выполнение этого требования означает, что при подаче отсутствует искажения. Необходимым условием неискаженной передачи сообщения является сохранение формы спектра управляющего сигнала при его переносе как в область высоких частот (при модуляции), так и при обратном переносе в область низких частот (при детектировании). Общий принцип, обеспечивающий преобразование частоты, состоит в том, что подлежащий преобразование сигнал умножается на гармонические колебание с частотой г. Это колебание должно быть получено с помощью специального генератора, называемого гетеродинным. Если в спектре сигнала содержится гармоника с частотой 0, то при перемножении этих гармонических колебаний получим:
т. е. на выходе перемножителя появляется гармонические колебания с суммарной и разностной частотами, следовательно, каждая гармоника сигнала обуславливает появление на выходе перемножителя двух гармонических колебаний с суммарной и разностной частотами.
На рисунке схемы преобразования спектра АМ сигнала: а) АМ сигнал б) спектр АМ сигнала в) сигнал гетеродина г) спектр сигнала гетеродина д) спектр сигнала на выходе перемножителя е) амплитудно-частотная характеристика фильтра разностной частоты (или фильтр промежуточной частоты ФПЧ) ж) сигнал на выходе фильтра разностной частоты.
Схема транзисторного преобразователя частоты.
В практических схемах преобразователей частоты используют нелинейные элементы (полупроводниковые диоды, транзисторы, электронные лампы). В данной схеме перемножителя выполняет транзистор, вернее его входная нелинейная цепь: переход база – эмиттер. Наилучшие условия для преобразования частоты получаются в том случае, если зависимость iб=(Uб.э) квадратично, т. е.
iб= iб.э+а1 Uб.э+ а2 Uб.э
В преобразователе напряжение Uб.э пропорционально сумме напряжений сигнала S(t) и гетеродина Uг(t), т. е. переменная составляющая этого напряжения: Uб.э (t) = S(t) + Uг(t)
Подставив это выражение в (1) получим.
iб= iб.э+а1 S(t) + а2Uг(t)+а2S2(t)+2a2Uг(t) S(t)+ а2Uг(t)
Из всех слагаемых в этой формуле интерес представляет только одно - подчеркнутое, содержащее произведения напряжений гетеродина и сигнала. , например, S(t) описывается функцией
SAM(t)=[1+mU(t)]Um sin(t+)
(Амплитудно-модулированный сигнал) а Uг(t)= Umг sin(t+), то это слагаемое
2a2Uг(t) S(t)= 2а2 Umг sin(t+)*)=[1+mU(t)]Um sin(t+)= =а2 Umг Um[1+mU(t)]{cos[-г)t+-]-cos[(-г)t++]}
Если контур в цепи коллектора транзистора настроить на промежуточную частотупр= -г, то все остальные колебания с частотами ,г, -г , 2, 2г будет отфильтрованы. Составляющая тока коллектора разностной частоты -г обуславливает появление напряжения, на резонансном сопративлении контура u, следовательно на выходе преобразователя
Uвых (t)=k(a2Um г [(1+mU(t)]cos(-г)t
где начальная фаза -ради простоты записи опущена, k – коэффициент пропорциональности. Это был рассмотрен пример преобразования АМ сигнала. Аналогично с угловой модуляцией. В качестве перемножителей могут быть использованы параметрические цепи, управляемые сигнальным сигналом гетеродина. Следовательно в результате преобразования частоты параметра модулированных колебаний не меняются, а несущая частота заменяется на промежуточную пр= -г. Обычно амплитуды сигналов на входе преобразователя частоты на нескоько порядков меньше, чем амплитуда гетеродина. Поэтому для столь малых сигналов преобразователь частоты является линейным устройством, а в отношении напряжения гетеродина – нелинейным.
Дата добавления: 2014-01-13; Просмотров: 715; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |