Спектры выходного тока простого ,балансного и кольцевого преобразователей частоты .

Рис. 14.7. Снижение ТКЧ параллельным включением конденсаторов с разными знаками ТКЕ.

 

45. Под преобразованием частоты понимают перенос спектра сигнала из одной области частот в другую без изменения формы спектра. Пример переноса спектра сигнала из области низких частот в область высоких показан на рис.1.

Рис.1

Видно, что для такого переноса, частота каждой спектральной составляющей должна быть одинаково увеличена. Преобразование такого вида можно выполнить перемножением сигнала и гармонического колебания с помощью нелинейного элемента.

46. По внутренним параметрам четырехполюсника можно определить его внешние параметры:

- коэффициент преобразования

 

- входная проводимость

 

- выходная проводимость

здесь: G_с и G_н - проводимости источника сигнала и нагрузки.

 

 

 

47. Схемы, в которых используется один нелинейный элемент, называют простыми преобразователями частоты.

Наиболее простым нелинейным элементом является диод, он может использоваться без источников питания. Схема простого диодного преобразователя частоты

 

51. Модулятор выполняет преобразование низкочастотного сигнала в высокочастотный с сохранением содержащейся в первичном информации. Процесс этот называется модуляцией и заключается в изменении одного из параметров высокочастотного гармонического колебания по закону изменения первичного колебания. Модуляция-это процесс преобразования оного сигнала в другой, для того чтобы передать сообщение в нужное место. А ещё есть процесс обратный модуляции, и называется он демодуляцией. И заключается он в том, чтобы преобразовать принятое сообщение в первоначальный вид. Отсюда следует, что процесс полной передачи сообщения состоит из трёх основных этапов: первый этап, это процесс изменения сигнала для того, чтобы его передать; второй этап, это передача сообщения; и третий этап, это возвращение сообщения в его начальный вид.

52.

Рис. 2.8. Различные типы модуляции

Основные способы аналоговой модуляции показаны на рис.2.8.На диаграмме (рис 2.8, а) показана последовательность битов исходной информации, представленная потенциалами высокого уроним для логической единицы и потенциалом нулевого уровня для логического нуля. Такой способ кодирования называется потенциальным кодом и часто используется при передаче данных между блоками компьютера.При амплитудной модуляции (рис. 2.8, б) для логической единицы выбирается один уровень амплитуды синусоиды несущей частоты, а для логического нуля — другой. Этот способ редко используется в чистом виде на практике из-за низкой помехоустойчивости, но часто применяется в сочетании с другим видом модуляции — фазовой модуляцией.При частотной модуляции (рис. 2.8, в) значения 0 и 1 исходных данных передаются синусоидами с различной чистотой —¦₀ и ¦₁). Этот способ модуляции не требует сложных схем в модемах и обычно применяется в низкоскоростных модемах, работающих на скоростях 300 или 1200 бит/с.

При фазозой модуляции (рис. 2.8, г) значениям данных 0 и 1 соответствуют сигналы одинаковой частоты, но различной фазы, например 0 и 180⁰ или 0, 90, 180 и 270⁰.

Поскольку аналоговая модуляция обеспечивает более узкий спектр результирующею сигнала по сравнению с цифровым кодированием при той же скорости передачи исходных данных, то применяется она для передачи дискретных данных по каналам с узкой полосой пропускания. Типичными представителями таких каналов является каналы, предоставляемые в распоряжение пользователям телефонными сетями. Устройство, которое выполняет модуляцию синусоидального сигнала двоичными данными, а затем демодуляцию этих данных на приемной стороне называется модемом.

53. Если в качестве модулирующего использовать гармоническое колебание (тональная модуляция):

временные диаграммы модулирующего колебания и АМК с тональной модуляцией показаны на рис 2.

В случае тональной модуляции, выражение для АМК принимает вид:

где - коэффициент глубины модуляции.

Из последнего выражения видно, что в спектре АМК содержатся три составляющие:

- составляющая на частоте несущего колебания (первое слагаемое);

- верхняя боковая составляющая (второе слагаемое);

- нижняя боковая составляющая (третье слагаемое).

График спектра АМК с тональной модуляцией приведен на рис.3.

 

Рис. 2

Рис. 3

Информация, содержащаяся в первичном сигнале, отображается только в боковых составляющих, составляющая на частоте ωн выполняет роль начала отсчета для определения частот боковых составляющих. Показано, что на долю боковых составляющих приходится не более трети всей мощности АМК.

Временные диаграммы при тональной модуляции показаны на рис.7 (диаграммы построены в предположении, что φ0).

54. Балансная модуляция.

Если модулированное колебание не содержит составляющей на несущей частоте ωн, модуляцию называют балансной (БМ). Этот вид модуляции выгоден энергетически, т.к. в АМК на эту составляющую приходится 2/3 всей мощности модулированного колебания, и при ее подавлении увеличивается мощность боковых составляющих.

В балансно-модулированном колебании каждая в отдельности боковая составляющая полностью отображает модулирующее (первичное) колебание, при этом вторая боковая составляющая не несет никакой дополнительной информации, вдвое увеличивая ширину спектра (рис.4).

Рис.4

2.1.2.Однополосная модуляция.

Вид модуляции, при которой в спектре АМК сохраняется только одна боковая составляющая (нижняя или верхняя) называется однополосной модуляцией (ОПМ или ОМ).

ОМК занимает полосу частот в два раза меньшую, чем АМК и БМК, а вся мощность модулированного колебания сосредоточена в одной боковой составляющей (рис.5).

55. Частотно-модулированное колебание может быть получено при использовании проинтегрированного модулирующего сигнала для ФМ. Частотно-модулированное колебание формируе тся н при прямой вариации частоты генератора гармонических колебаний, В низкочастотных генераторах частота выходного сигнала может изменяться с помощью полевых транзисторов, включенных в фазосдвн-гающую цепь. В высокочастотных генераторах управление частотой осуществляется с помощью конденсаторов, включенных в колебательный контур. В качестве управляющих конденсаторов применяют варикапы, в которых используется емкость р-п перехода. 56. Фазово-модулированным (ФМ) колебанием называют колебание, сдвиг фаз которого изменяется пропорционально передаваемому колебанию S(t). ФМ колебания так же, как и колебания, модулированные по частоте, характеризуются частотным отклонением и индексом модуляции, которые определяются так же, как и при ЧМ. Как при частотной, так и при фазовой модуляции амплитуда остаётся постоянной, изменяются же частота и сдвиг фаз. Разница между ними заключается в том, что в одном случае пропорционально передаваемому колебанию S(t) изменяется частота, а в другом сдвиг фаз.Вследствие этого при ЧМ частотное отклонение изменяется пропорционально амплитуде передаваемого колебания (например звука), а индекс модуляции изменяется пропорционально амплитуде и обратно пропорционально частоте передаваемого сигнала.

При ФМ частотное отклонение пропорционально амплитуде и частоте передаваемого колебания, а индекс модуляции зависит только от его амплитуды.

Встречаются случаи, когда одновременно с изменением частоты изменяется и амплитуда колебания. Такая модуляция называется смешанной. Смешанная модуляция тока, например, получалась у нас при воздействии амплитудно-модулированного напряжения на комплексное сопротивление, величина которого различна для верхних и нижних боковых частот

·. Интегрирующий АЦП (однотактный)
Схема АЦП однотактного интегрирования приведена на рис. 9.6.

Рис. 9.6. Интегрирующий АЦП (однотактный)
Погрешность усиления АЦП однотактного интегрирования определяется постоянной интегрирования, которая зависит от технологических разбросов параметров в процессе изготовления интегральных схем, что существенно ограничивает области применения АЦП.

^ АЦП двойного интегрирования
Структурная схема АЦП двойного интегрирования и диаграммы, поясняющие его работу, приведены на рис. 9.7.

Параллельные АЦП

 

 

65. Аналого-цифровые преобразователи (АЦП), а также преобразователи напряжения в код, предназначены для сопряжения современных аналоговых измерительных систем с цифровыми системами обработки информации. Любое преобразование напряжения в код основано либо на сравнение входного напряжения с эталонным (опорным), либо на промежуточном преобразовании напряжения во временной интервал (частоту или скважность), длительность которого затем преобразуют в цифровой эквивалент информации.

Основные параметры АЦП:

1. Число разрядов выходного кода -N. Этот параметр и максимальный диапазон входного напряжения определяют разрешающую способность, представляющую собой значение напряжения, соответствующее единице МР.

2. Абсолютная погрешность преобразования в конечной точке шкалы - d_пш - отклонение напряжения от номинального значения, соответствующего конечной точке характеристики преобразования. Эта погрешность зависит от шага квантования (МР) и ошибок, вносимых узлами АЦП.

3. Нелинейность - d_л, дифференциальная нелинейность d_лд, которые определяются как и у ЦАП по отношению к входному сигналу.

4. Время преобразования t_прб -интервал от момента заданного изменения сигнала на входе до появления на выходе установившегося кода.

5. Частота дискретизации -максимальная частота выборок входного аналогового сигнала.

6. Время выборки -максимальное время, которое затрачивает АЦП (обычно УВХ - на входе АЦП) на получение нового значения U_вх.

7. Апертурное время -время, в течении которого сохраняется неопределенность между значениями выборки U_вх и моментом времени, к которому она относится.

спектры выходного тока простого,балансного и кольцевого преобразователей частоты.

Спектр выходного тока простого диодного преобразователя совпадает с тем, который был получен для нелинейного элемента при действии на него двух колебаний, в нем содержатся:

- гармоники сигнала с частотами ;

- гармоники гетеродина с частотами ;

- комбинационные составляющие с частотами .

Балансный и кольцевой ПЧ отлечаются спектором выходного тока.балансный (только четыре гармоники)

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: