Re: Спектр частот АМ , ЧМ и SSB модуляции.
Чт май 03, 2018 06:03:03
пробовал тут читать, но пока в голове ничего не складывается.
https://radiokot.ru/circuit/analog/receiv_transmit/46/
На форуме очень много писали по вопросам модуляции а простых передатчиках, что бы повторяться. Вот первое попавшееся.https://radiokot.ru/circuit/analog/receiv_transmit/46/
Если поймете, что тут написано, значит поймете, что написано в статье.
А я Вас тогда дополню.
АМ можно получить даже так с помощью угольного микрофона.
Схема, что выше на практике мало применима, но она поясняет суть получения АМ модуляции. АМ можно получить даже так с помощью угольного микрофона.
Когда говорим в УГОЛЬНЫЙ, меняется его сопротивления в такт звука, а значит меняется излучаемая мощность в такт звука.
Принцип получения АМ просто.
Предположим имеем генератор высокой частоты и усилитель высокой частоты. На выходе усилителя стоит антенна и через нее идет излучение.
Представьте, что питание на усилитель идет через переменный резистор.
Если повернуть ручку этого резистора и сделать его сопротивление маленькое, то через антенну будет излучаться большая мощность ВЧ колебаний.
Если сопротивление увеличить, то питание усилителя уменьшится и мощность излучаемых колебаний тоже уменьшиться.
Теперь представьте себе, что мы крутим резистор в такт звука.
На выходе амплитуда ВЧ колебаний тоже будет меняться в такт звука.
Предположим имеем генератор высокой частоты и усилитель высокой частоты. На выходе усилителя стоит антенна и через нее идет излучение.
Представьте, что питание на усилитель идет через переменный резистор.
Если повернуть ручку этого резистора и сделать его сопротивление маленькое, то через антенну будет излучаться большая мощность ВЧ колебаний.
Если сопротивление увеличить, то питание усилителя уменьшится и мощность излучаемых колебаний тоже уменьшиться.
Теперь представьте себе, что мы крутим резистор в такт звука.
На выходе амплитуда ВЧ колебаний тоже будет меняться в такт звука.
Вот я например захотел сделать простейший передатчик с амплитудной модуляцией и попробовать принять сигнал с него на приемник имеющий короткие волны. Есть у меня китайский. Диапазон КВ у него от 6 мгц до 12 мгц.
Я попробовал задающий генератор по схемам, что приведены в данной статье и оказалось, что при модуляции по амплитуде у задающего генератора возникает паразитная частотная модуляция и она получается шире, чем полоса пропускания приемника. С этим можно конечно побороться, но это только усложнит настройку, что в данном случае ни к чему.
Можно например сделать буферный каскад между задающим генератором и УМ, но для упрощения настройки я сделал задающий генератор на кварце. Это сути не меняет. Просто вместо колебательного контура в генераторе ставим кварц. Он может быть любой на частоты, что принимает приемник.
Я выбрал на 10 мгц.
Первое, что делаем, это модулятор. Он на схеме красным обведен.
По сути это УНЧ и от него питается усилитель мощности, т.е. получается, что питание усилителя мощности меняется в такт звуковой частоты.
Напряжение на выходе модулятора с помощью резистора R5 выставляем порядка 3,5 вольта. При этом когда говорим в микрофон, это напряжение в такт со звуком меняется от 2 вольт, до 5 вольт.
Для лучшей модуляции от него еще берется и смещение в задающем генераторе, но это делать не обязательною т.к. в этом случае необходимо проверить, что генерация задающего генератора не срывается при напряжении на выходе модулятора 2 вольта.
Вот в этой статье еще про принцип получения АМ модуляции..Я попробовал задающий генератор по схемам, что приведены в данной статье и оказалось, что при модуляции по амплитуде у задающего генератора возникает паразитная частотная модуляция и она получается шире, чем полоса пропускания приемника. С этим можно конечно побороться, но это только усложнит настройку, что в данном случае ни к чему.
Можно например сделать буферный каскад между задающим генератором и УМ, но для упрощения настройки я сделал задающий генератор на кварце. Это сути не меняет. Просто вместо колебательного контура в генераторе ставим кварц. Он может быть любой на частоты, что принимает приемник.
Я выбрал на 10 мгц.
Первое, что делаем, это модулятор. Он на схеме красным обведен.
По сути это УНЧ и от него питается усилитель мощности, т.е. получается, что питание усилителя мощности меняется в такт звуковой частоты.
Напряжение на выходе модулятора с помощью резистора R5 выставляем порядка 3,5 вольта. При этом когда говорим в микрофон, это напряжение в такт со звуком меняется от 2 вольт, до 5 вольт.
Для лучшей модуляции от него еще берется и смещение в задающем генераторе, но это делать не обязательною т.к. в этом случае необходимо проверить, что генерация задающего генератора не срывается при напряжении на выходе модулятора 2 вольта.
https://radiokot.ru/circuit/analog/games/24/
Читать начиная с этих слов.
Модулятор, это по сути усилитель с эмиттерным повторителем на выходе, а от него питается выходной каскад передатчика. Напряжение на выходе эмиттерного повторителя с помощью резистора R4 нужно установить в данном случае чуть меньше четырех вольт. На вход можно поставить микрофон, но я просто подал звуковой сигнал с линейного выхода компьютера и слушал через приемник.
Хотя самый лучший способ получения АМ, это применение в модуляторе МОДУЛЯЦИОННОГО трансформатора.
Читать в той же статье.
Если в передатчике модулятор сделать с модуляционным трансформатором, то дальность будет больше.
Принцип тот же, но выходной каскад питается не через эмиттерный повторитель, а через трансформатор.
еще где -то 7000 микросхемах была статься не могу найти.
Вот тема.viewtopic.php?f=14&t=122550
В ней и про принцип построения ЧМ передатчиков написано и про радиостанцию на TDA7000
А вообще почаще в эту тему смотрите. В ней список ОБУЧАЮЩИХ тем.
https://radiokot.ru/forum/viewtopic.php?f=28&t=74257
Re: Спектр частот АМ , ЧМ и SSB модуляции.
Чт фев 01, 2024 10:50:49
Хотелось бы систематизировать информацию по однополосной модуляции на основе своего опыта.
Лично я понял SSB в полнейшей мере после того, как познакомился с квадратурной модуляцией и связанным термином "комплексная огибающая". По порядку:
Всем известна амплитудная модуляция с полной несущей и двумя боковыми полосами, передающими идентичную информацию. Проблемы две - несущая, не содержащая информации, и вторая боковая. Квадратурная модуляция может использоваться для передачи в спектре, который занимает АМ-сигнал, двух звуковых каналов. Достигается это использованием двух смесителей, генераторы РЧ-частоты которых ортогональны друг другу (имеют сдвиг по фазе в четверть периода или 90 градусов). На выходе каждого смесителя мы получаем DSB-сигнал, каждый со своим звуковым каналом. Остаётся только просуммировать выходные сигналы, чтобы получить квадратурно-модулированный сигнал.
Говоря относительно SSB - это частный случай квадратурной модуляции, где оба звуковых канала идентичны за исключением ортогональности друг другу. Известная со школы формула cos(x)cos(y)+sin(x)sin(y)=cos(x-y) как раз отражает получение однополосного сигнала из двух DSB-сигналов.
Теперь о комплексной огибающей: наверное, многие интересовались вопросом, по какому закону изменяется огибающая SSB-сигнала. Сначала стоит рассмотреть формулу квадратурной амплитудной модуляции: I*cos(x)+Q*sin(x), где I и Q - два модулирующих сигнала. Так как cos(x) и sin(x) ортогональны друг другу, то имеет смысл перейти в комплексную плоскость, где ось абсцисс будет отражать амплитуду сигнала I, а ось ординат - амплитуду сигнала Q. Так вот, закон изменения комплексной огибающей квадратурно-модулированного сигнала есть векторная сумма сигналов I и Q, то же самое по теореме Пифагора: sqrt(I^2+Q^2). Так же у нас появляется девиация фазы, которая отражается формулой arctan(Q/I). Прямая огибающая в случае синусоидального звукового сигнала объясняется основным тригонометрическим тождеством: примем I=cos(x), Q=sin(x), тогда комплексная огибающая будет равна sqrt(I^2+Q^2) = sqrt(cos(x)^2+sin(x)^2) = sqrt(1) = 1.
Готов обсудить имеющиеся вопросы
Лично я понял SSB в полнейшей мере после того, как познакомился с квадратурной модуляцией и связанным термином "комплексная огибающая". По порядку:
Всем известна амплитудная модуляция с полной несущей и двумя боковыми полосами, передающими идентичную информацию. Проблемы две - несущая, не содержащая информации, и вторая боковая. Квадратурная модуляция может использоваться для передачи в спектре, который занимает АМ-сигнал, двух звуковых каналов. Достигается это использованием двух смесителей, генераторы РЧ-частоты которых ортогональны друг другу (имеют сдвиг по фазе в четверть периода или 90 градусов). На выходе каждого смесителя мы получаем DSB-сигнал, каждый со своим звуковым каналом. Остаётся только просуммировать выходные сигналы, чтобы получить квадратурно-модулированный сигнал.
Говоря относительно SSB - это частный случай квадратурной модуляции, где оба звуковых канала идентичны за исключением ортогональности друг другу. Известная со школы формула cos(x)cos(y)+sin(x)sin(y)=cos(x-y) как раз отражает получение однополосного сигнала из двух DSB-сигналов.
Теперь о комплексной огибающей: наверное, многие интересовались вопросом, по какому закону изменяется огибающая SSB-сигнала. Сначала стоит рассмотреть формулу квадратурной амплитудной модуляции: I*cos(x)+Q*sin(x), где I и Q - два модулирующих сигнала. Так как cos(x) и sin(x) ортогональны друг другу, то имеет смысл перейти в комплексную плоскость, где ось абсцисс будет отражать амплитуду сигнала I, а ось ординат - амплитуду сигнала Q. Так вот, закон изменения комплексной огибающей квадратурно-модулированного сигнала есть векторная сумма сигналов I и Q, то же самое по теореме Пифагора: sqrt(I^2+Q^2). Так же у нас появляется девиация фазы, которая отражается формулой arctan(Q/I). Прямая огибающая в случае синусоидального звукового сигнала объясняется основным тригонометрическим тождеством: примем I=cos(x), Q=sin(x), тогда комплексная огибающая будет равна sqrt(I^2+Q^2) = sqrt(cos(x)^2+sin(x)^2) = sqrt(1) = 1.
Готов обсудить имеющиеся вопросы