Пред.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO
2.2. Интуитивный подход к задаче синтеза демодулятораВ этом параграфе рассмотрим некоторые возможные методы демодуляции частотно-модулированного сигнала. Ради простоты будем полагать, что сообщение
При этом мы исходим из того, что если синусоидальное колебание можно удовлетворительно демодулировать на любой частоте вплоть до натеысшей частоты спектра сообщения, то можно также демодулировать и само сообщение. Поэтому для синтеза приемника будем полагать
График поведения мгновенной частоты Один из очевидных методов оценки Здесь же мы предполагаем, что полосовой фильтр выбирается с таким расчетом, чтобы обеспечить практически неискаженную передачу. С выхода полосового фильтра сигнал подается на дискриминатор. Идеальный дискриминатор — это просто устройство, выходное напряжение которого пропорционально мгновенной частоте сигнала на его входе.
Рис. 2.2. График изменения мгновенной частоты.
Рис. 2.3. Обычная система демодуляции ЧМ колебаний. Примером простого практического дискриминатора может служить резонансный контур, частотная характеристика которого показана на рис. 2.4. Напряжение с выхода дискриминатора далее пропускается через фильтр нижних частот, подавляющий все составляющие спектра выше используется в приемниках ЧМ. Однако во многих случаях отношение сигнал/шум настолько мало, что демодулятор такого типа не обеспечивает удовлетворительной помехоустойчивости приема. Кроме того, встречаются затруднения при построении дискриминатора, который работает в широкой полосе частот. Рассматривая график изменения мгновенной частоты на рис. 2.2, можно заметить, что при построении демодулятора не полностью использована доступная нам информация о входном сигнале. В частности, допустим, что в момент времени
Рис. 2.4. Частотная характеристика простого фильтрового дискриминатора на одиночном резонансном контуре.
Рис. 2.5. Кратковременное поведение мгновенной частоты. Тогда в момент времени
Из этого следует, что полосовой фильтр с фиксированной средней частотой и постоянной большой полосой пропускания (см. рис. 2.3) можно заменить полосовым фильтром с меньшей полосой пропускания, но с регулируемой средней частотой. Выход дискриминатора является оценкой средней частоты, которую обозначим через со демодулятора заключается в том, что на вход дискриминатора здесь поступает меньше шума. Одним из возможных недостатков является относительная сложность. К этому следует добавить, что если выходная оценка неверна, то такая система может «потерять» входной сигнал. Как и в случае обычного демодулятора ЧМ, при реализации варианта системы со следящим фильтром могут встретиться трудности с построением дискриминатора, обладающего достаточной точностью в широкой полосе частот.
Рис. 2.6. Демодулятор ЧМ колебаний с полосовым следящим фильтром: а — дискриминатор с обратной связью; б - частотная характеристика резонансного контура в момент времени Эффекта следящего полосового фильтра можно достигнуть иным способом. Вместо использования оценки со частоты входного сигнала. Выходное колебание дискриминатора складывается из напряжения, пропорционального этой ошибке, и шумов. Для простоты объяснения допустим, что фильтр нижних частот является интегратором, а шумы отсутствуют. Если ошибка положительна
Рис. 2.7. Система с обратной связью по частоте Если принять, что ошибка мала, то ширина спектра модуляции сигнала по промежуточной частоте будет значительно меньше, чем ширина спектра передаваемого сигнала, так что перед дискриминатором можно поставить узкополосный фильтр. Это способствует уменьшению шума на выходе дискриминатора. Данная схема предложена Чафи [1, 2] и обычно называется системой с обратной связью по частоте Другой метод достижения эффекта слежения показан на рис. 2.8. В этом случае также используется гетеродин, выходное колебание которого представляет собой синусоидальное колебание с мгновенной фазой, являющейся оценкой мгновенной фазы принимаемого сигнала. Выходное колебание гетеродина и принимаемый сигнал перемножаются в перемножителе, выходное напряжение которого определяется сигналом, пропорциональным фазовой ошибке, составляющими удвоенной частоты и шумом. Обозначив выходное колебание перемножителя через
Если опять принять, что фильтр нижних частот ведет себя как интегратор, то нетрудно заметить, что первое слагаемое в (9) будет вызывать изменение входного управляющего напряжения гетеродина в правильном направлении при условии, что
Следовательно, данная система будет отслеживать мгновенную фазу принимаемого сигнала; это означает, что выходное колебание гетеродина синхронизировано по фазе с принимаемым сигналом.
Рис. 2.8. Система фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ). Поэтому такое устройство, обычно называемое системой фазовой автоподстройки частоты ФАПЧ), можно также использовать для обеспечения синхронизированного по фазе опорного колебания (или просто опорной фазы). Таким образом, система ФАПЧ может применяться как в области синхронизации, так и в области аналоговой модуляции в качестве синхронного фазового детектора (СФД) (разумеется, устройства, изображенные на рис. 2.6 и 2.7, не могут детектировать фиксированную фазовую расстройку). Свое первое широкое применение система фазовой автоподстройки частоты нашла в схемах синхронизации для цветного телевидения Из рассмотрения трех систем, изображенных на рис. настоящем параграфе. К этому моменту изложения читатель должен иметь интуитивное представление о сущности систем фазовой автоподстройки частоты и систем с обратной связью по частоте и со сжатием спектра, их назначении и характере работы.
|
1 |
Оглавление
|