Perkenalan

Artikel ini akan membahas jenis-jenis modulasi amplitudo analog. Diasumsikan bahwa pembaca memahami arti dari selubung kompleks sinyal radio bandpass, serta konsep sinyal analitik dan transformasi Hilbert.

Seperti disebutkan sebelumnya, proses modulasi terdiri dari pembentukan selubung kompleks frekuensi rendah

Pembangkitan sinyal modulasi amplitudo

Dengan AM, hanya amplitudo getaran pembawa yang berubah dengan fase awal yang konstan:

Jika kedalaman AM dipilih sehingga tidak terjadi overmodulasi, maka kedalaman AM dapat diukur dari osilogram sinyal radio. Untuk melakukan ini, perlu mengukur amplitudo maksimum dan minimum osilasi pembawa seperti yang ditunjukkan pada Gambar 5, dan darinya menghitung kedalaman AM menggunakan rumus: Jadi, selubung kompleks sama dengan , maka komponen kuadratur dari osilasi pembawa selubung kompleks sama dengan: Jadi, komponen kuadratur tidak diperhitungkan, dan sinyal radio dibentuk hanya dengan mengalikan getaran pembawa dengan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 7.

Gambar 7: Rangkaian AM yang disederhanakan

Spektrum sinyal termodulasi amplitudo

Gambar 8: Amplitudo dan spektrum fase sinyal AM

Harmonik pusat tidak membawa informasi apapun, tetapi amplitudonya maksimum dan tidak bergantung pada kedalaman AM. Informasi tersebut terkandung dalam harmonik samping, dan levelnya bergantung pada kedalaman AM; semakin tinggi, semakin besar level harmonik samping. Nilai maksimum kedalaman AM di mana tidak terjadi overmodulasi, artinya tingkat harmonik samping maksimum 2 kali lebih rendah dari tingkat frekuensi pembawa. Pada saat yang sama, seperti yang mudah untuk diperhatikan, kekuatan total harmonik informasi akan 2 kali lebih rendah dari kekuatan frekuensi pembawa, dengan kata lain, pemancar menghabiskan sebagian besar energinya untuk memancarkan pembawa non-informasi, artinya, ia hanya memanaskan ruangan. Perlu juga diperhatikan: spektrum sinyal AM selalu simetris terhadap frekuensi pusat jika sinyal modulasinya murni nyata.

Sinyal Balanced AM (DSB) dan spektrumnya

Gambar 9: Spektrum AM seimbang nada tunggal dengan penekanan pembawa

Amplop kompleks AM seimbang mempunyai bentuk dimana

Sinyal dengan AM seimbang (10) memiliki bentuk seperti yang ditunjukkan pada Gambar 10. Dalam hal ini, Anda dapat melihat bahwa frekuensi pembawa terlihat pada osilogram, yang tidak ada dalam spektrum. Namun ketika sinyal modulasi melintasi sumbu absis, osilasi pembawa berubah tanda (fasa bergeser sebesar ), hal ini dapat dilihat dari Gambar 11 dan sebagai hasilnya, selama radiasi, osilasi pembawa dikompensasi, meskipun dapat dilihat pada osilogram.

Sinyal termodulasi amplitudo (AM).

Rumus umum sinyal AM adalah:

Besarnya M Ini biasa disebut koefisien modulasi dan menunjukkan berapa bagian amplitudo tegangan frekuensi pembawa U om yang merupakan kenaikan amplitudo tegangan termodulasi ΔU m.

Diagram waktu sinyal AM ditunjukkan pada Gambar 3.1.24.

Rumus umum menunjukkan bahwa spektrum sinyal telepon termodulasi amplitudo (AM) terdiri dari jumlah tiga osilasi (lihat juga Gambar 3.1.24):

− frekuensi pembawa f 0 ;

− lateral atas (UPL);

− pita sisi bawah (LSB).

Lebar spektrum sinyal AM adalah maks 2 F(6,8 kHz), di mana F max adalah frekuensi maksimum dalam spektrum sinyal frekuensi rendah modulasi (3,4 kHz). Lebar spektrum sinyal AM dari stasiun penyiaran radio bisa mencapai 9-10 kHz.

Gambar.3.1.24. Sinyal AM dan spektrumnya

Spektrum sinyal AM tidak rasional dalam dua hal.

Pertama-tama, adanya osilasi frekuensi pembawa yang kuat, yang hanya digunakan ketika sinyal terdeteksi di penerima. Dengan rasio modulasi 100%, 2/3 daya pemancar berasal dari frekuensi pembawa dan 1/3 dari dua sideband.

Kedua, frekuensi sideband sinyal AM saling menduplikasi. Oleh karena itu, cukup mengirimkan satu sideband (atas atau bawah - VBP atau NBP), ᴛ.ᴇ. beralih ke transmisi telepon saluran tunggal.

Spektrum sinyal pita sisi tunggal (Gbr. 3.1.25) menempati pita frekuensi yang merupakan setengah pita frekuensi sinyal AM konvensional. Dalam spektrum sinyal single-sideband, satu sideband dan frekuensi pembawa f 0 hilang.

Gambar.3.1.25. Sinyal sideband tunggal

Pada Gambar 3.1.25. menunjukkan spektrum sinyal TLF pita sisi tunggal dengan VBP dengan pembawa yang ditekan sepenuhnya (a) dan spektrum sinyal pita sisi tunggal dengan NBP dengan pembawa yang ditekan sebagian dengan multipleksing sekunder saluran komunikasi oleh dua saluran TLG ( B)

Gelombang pembawa harus ditekan sebagian (ditransmisikan dengan sinyal pilot) atau seluruhnya. Untuk menerima sinyal tersebut, perangkat penerima digunakan di mana getaran pembawa dipulihkan.

Transmisi sideband tunggal memiliki sejumlah keunggulan:

a) Spektrum frekuensi untuk transmisi satu saluran telepon dua kali lebih kecil dibandingkan spektrum frekuensi dengan AM. Hal ini memungkinkan perangkat penerima memiliki bandwidth yang sempit, sehingga meningkatkan kualitas penerimaan, terutama dengan adanya interferensi radio.

b) Kemungkinan jumlah saluran komunikasi dalam rentang frekuensi yang sama bertambah.

c) Dengan transmisi single-sideband, perolehan energi yang signifikan diperoleh:

− pada ujung transmisi, diperoleh penguatan yang setara dengan peningkatan daya pemancar sebanyak 4 kali;

− bandwidth penerima berkurang 2 kali lipat, dan ini setara dengan peningkatan daya sebesar 2 kali lipat;

− konsumsi energi dari catu daya oleh pemancar pita sisi tunggal berkurang karena fakta bahwa pada saat hening tidak ada radiasi energi elektromagnetik; ini memberikan keuntungan kekuatan sebesar 25% lainnya;

− pada gelombang pendek di titik penerima dengan modulasi amplitudo konvensional, hubungan fasa antara frekuensi pembawa dan komponen samping dilanggar, hal ini menyebabkan sinyal memudar; dengan transmisi single-sideband, pemudaran ini berkurang secara signifikan, sehingga memberikan peningkatan daya pemancar sekitar 2 kali lipat.

Namun, untuk pengoperasian pita sisi tunggal telepon radio, perolehan daya pemancar dibandingkan dengan AM konvensional kira-kira 10-20 kali lebih besar.

Komunikasi telepon radio pita tunggal lebih sulit untuk disadap dan disadap.

Transmisi single-sideband tahan terhadap kebisingan karena perolehan daya sinyal yang berguna secara signifikan.

Sinyal AM dan sideband tunggal digunakan terutama pada pita HF. Sinyal single-sideband adalah sinyal utama yang digunakan dalam sistem komunikasi militer, termasuk. dengan penyetelan perangkat lunak frekuensi operasi (OPFC).

Sinyal termodulasi frekuensi– adalah sinyal RF, spektrum frekuensinya berisi frekuensi pembawa f o dan sekumpulan frekuensi samping f o ± F; untuk ± 2F; fo ± 3F, dll. ketika f o terkena sinyal frekuensi nada F.

Jika spektrum frekuensi suara dipengaruhi selama modulasi, maka spektrum getaran FM (Gbr. 3.1.26) akan lebih luas dan seluruh celah akan diisi dengan frekuensi kombinasi. Kenaikan maksimum frekuensi sinyal radio (Δf m) relatif terhadap nilai aslinya biasanya disebut penyimpangan frekuensi. Rasio amplitudo pada spektrum ini bergantung pada indeks modulasi frekuensi M, yang ditentukan dengan rumus:

Spektrum FM sinyal telepon lebih lebar daripada spektrum sinyal termodulasi amplitudo, bergantung pada indeks modulasi (pada nilai tegangan modulasi kontrol) dan sedikit bergantung pada bandwidth sinyal modulasi.

2 f hm = 2(M+1)F atau 2 Δf hm =2 Δf maks +2 F maks

Sinyal FM terutama digunakan dalam rentang VHF. Diagram waktu sinyal FM juga ditunjukkan pada Gambar 3.1.26.

Gambar.3.1.26. Sinyal FM dan spektrumnya

Modulasi fase dapat dianggap sebagai jenis modulasi frekuensi. Dengan modulasi fasa, fasa osilasi frekuensi tinggi berubah.

Urutan periodik pulsa radio dapat digunakan sebagai pembawa pesan, yang dicirikan oleh amplitudo, durasi, laju pengulangan pulsa, dan posisi pulsa dalam waktu relatif terhadap posisi pulsa dari rangkaian yang tidak termodulasi, yaitu, fase pulsa.

Dengan mengubah salah satu parameter yang terdaftar, Anda dapat memperoleh empat tipe dasar modulasi pulsa: modulasi amplitudo pulsa (APM), modulasi frekuensi pulsa (PFM), modulasi fase pulsa (PPM), modulasi durasi pulsa (PWM). Jenis modulasi pulsa banyak digunakan dalam relai radio multisaluran dan jalur komunikasi troposfer.

Jenis transmisi yang dipertimbangkan saat ini adalah yang paling sederhana, tidak terlindungi dari intersepsi radio untuk mendapatkan akses informasi, dan saluran komunikasi memiliki throughput yang rendah dan kekebalan terhadap kebisingan.

Saat ini, peran utama adalah komunikasi digital. Secara umum, setiap sinyal harus diubah menjadi rangkaian sinyal diskrit - pulsa listrik arus searah (bentuk digital), dikodekan dengan kombinasi kode (terenkripsi), dikompresi dan ditransmisikan melalui saluran komunikasi. Pada titik penerima, sinyal diubah dan dipulihkan secara terbalik, termasuk koreksi kesalahan yang terdeteksi.

Kemampuan patogen ditentukan oleh tujuannya. Jumlah jenis sinyal yang dihasilkan secara signifikan mempengaruhi kompleksitas perangkat pembangkit sinyal.

Rentang frekuensi dan nada jaringan. Rentang frekuensi ditentukan oleh tujuan eksitasi. Itu harus mencakup rentang frekuensi semua pemancar yang dimaksudkan untuk pembangkit tersebut. Exciter modern menyediakan pengaturan frekuensi diskrit dengan langkah interval-grid tertentu. Langkah grid biasanya dipilih sebagai kelipatan 10 Hz: 10 Hz, 100 Hz. 1kHz. Ukuran langkah grid sepadan dengan lebar spektrum sinyal pita tersempit yang digunakan dalam eksitasi. Sinyal tersebut merupakan sinyal pada telegrafi amplitudo (A-1). Lebar spektrumnya pada kecepatan telegraf 15-20 baud kira-kira 45-60 Hz. Sinyal dari dua pemancar yang beroperasi pada frekuensi yang berdekatan harus diterima oleh penerima korespondennya tanpa pengaruh yang nyata. Oleh karena itu, bagi sebagian besar eksitasi, cukuplah memiliki langkah grid sebesar 100 Hz. Pada saat yang sama, jika telegrafi dimaksudkan untuk digunakan pada kecepatan yang sangat rendah, jaringan frekuensi dengan langkah 10 Hz mungkin sangat penting.

Stabilitas frekuensi. Persyaratan stabilitas frekuensi eksiter terutama ditentukan oleh jenis sinyal yang digunakan. Stabilitas frekuensi tertinggi diperlukan ketika membentuk sinyal pita sisi tunggal, ketika saluran telepon dimultipleks oleh telegraf multisaluran atau peralatan lainnya. Dalam hal ini, perbedaan frekuensi pembawa pada tautan radio diperbolehkan tidak lebih dari 10-12 Hz. Oleh karena itu, ketidakstabilan absolut frekuensi pembangkit harus berada pada kisaran 5-6 Hz. Stabilitas frekuensi eksiter ditentukan oleh synthesizer dan, terutama, oleh osilator referensi yang digunakan di dalamnya.

Tingkat getaran samping dan kebisingan. Mengingat jalur amplifikasi pemancar harus broadband, persyaratan yang sangat ketat diberlakukan pada eksitasi untuk menekan osilasi palsu dan kebisingan pada output. Osilasi keluaran dari eksitasi ideal. harus berisi hanya satu komponen yang berguna - sinyal. Dengan tidak adanya modulasi, ini adalah osilasi harmonik, yang spektrumnya terdiri dari satu garis spektrum. Spektrum osilasi keluaran dari pembangkit nyata mencakup spektrum sinyal yang berguna, banyak spektrum pita sempit dari osilasi palsu, dan spektrum kebisingan kontinu.

Sumber kebisingan dan osilasi samping pada eksitasi adalah synthesizer dan bagian pembangkitan sinyal dan konversi frekuensi. Yang sangat berbahaya adalah osilasi samping yang dihasilkan pada mixer terakhir eksiter, karena penekanannya pada sirkuit keluaran eksitasi sangat sulit.

Menurut standar yang ada, peredaman osilasi kebisingan samping harus minimal 80 dB pada rentang frekuensi yang berdekatan dengan frekuensi operasi eksitasi (dengan detuning dari +- 3,5 kHz hingga +- 25 kHz, dengan detuning besar, peredaman harus ditingkatkan hingga 100-140dB.

Saatnya untuk restrukturisasi. Dalam eksitasi yang menggunakan penyimpanan beberapa frekuensi operasi dan transisi otomatis dari satu frekuensi operasi ke frekuensi operasi lainnya, waktu penyetelan 0,3-1 detik tercapai. Waktu penyetelan ditentukan terutama oleh synthesizer dan bergantung pada jenis dan strukturnya, metode pengaturan frekuensi, dan sistem kontrol pembangkit otomatis yang digunakan.

Metode sintesis frekuensi dasar

Dalam penyintesis frekuensi yang digunakan dalam teknologi komunikasi radio, frekuensi osilasi keluaran mengambil banyak nilai diskrit dengan interval seragam - langkah grid.

Dalam perkembangan pertama, untuk membuat kumpulan frekuensi operasi diskrit, kumpulan resonator kuarsa yang sama digunakan, yang dialihkan dalam rangkaian osilator mandiri tergantung pada frekuensi operasi yang diperlukan. Prinsip stabilisasi kuarsa dalam rentang frekuensi ini disebut "gelombang kuarsa", karena resonator kuarsa yang berbeda digunakan untuk setiap frekuensi operasi.
Diposting di ref.rf
Kerugian dari metode ini jelas: diperlukan sejumlah besar resonator kuarsa, dan dalam hal ini tidak mungkin untuk memastikan stabilitas frekuensi osilasi yang tinggi.

Dalam perkembangan selanjutnya, mereka berusaha mengurangi jumlah resonator kuarsa dengan mengubah frekuensi osilasi input, yang dibangun sesuai dengan apa yang disebut rangkaian interpolasi. Diagram blok perangkat yang menampilkan metode sintesis ini ditunjukkan pada Gambar 3.1.27, 3.1.28.

Gambar.3.1.27. Rangkaian interpolasi osilator kristal

Gambar.3.1.28. Pembentukan jaringan frekuensi

Dapat ditunjukkan bahwa ketidakstabilan relatif dari frekuensi osilasi keluaran terutama ditentukan oleh ketidakstabilan relatif dari generator frekuensi yang lebih tinggi (G1). Ini berarti bahwa persyaratan untuk stabilitas frekuensi generator frekuensi tinggi (G2) kurang ketat dibandingkan generator G1. Oleh karena itu, ketika mensintesis frekuensi dalam rangkaian Gambar. 3.1.27. terkadang generator G2 biasa digunakan LC- generator rentang halus (VFO) (Gbr. 3.1.29).

Gambar.3.1.29. Rangkaian generator rentang halus

Dalam hal ini, perubahan terus menerus pada frekuensi osilasi keluaran dipastikan tanpa penurunan signifikan pada stabilitas frekuensi yang dicapai pada generator G1. Kerugian dari synthesizer yang dirakit sesuai dengan rangkaian yang ditunjukkan pada Gambar. 3.1.27 – 3.1.29, merupakan resonator kuarsa yang digunakan dalam jumlah yang cukup besar. Dengan metode sintesis frekuensi ini, sulit untuk memastikan ketidakstabilan relatif dari frekuensi osilasi keluaran kurang dari 10 -5 - 10 -6. Jika diperlukan stabilitas frekuensi yang lebih tinggi, penggunaan dalam penyintesis frekuensi akan jauh lebih sederhana dan ekonomis. satu osilator kuarsa referensi yang sangat stabil.

Rangkaian praktis penyintesis frekuensi yang dikembangkan hingga saat ini sangat beragam, tetapi menurut metode pembangkitan osilasi keluarannya, penyintesis frekuensi dapat dibagi menjadi dua kelompok utama: penyintesis yang dibuat berdasarkan metode sintesis langsung dan synthesizer yang dibuat berdasarkan metode tersebut sintesis tidak langsung. Suatu penyintesis frekuensi dianggap didasarkan pada metode sintesis langsung jika tidak mengandung osilator mandiri dan osilasi keluarannya diperoleh dengan menjumlahkan, mengalikan, dan membagi frekuensi osilasi masukan yang berasal dari osilator referensi atau sensor frekuensi referensi . Nama lain dari metode ini adalah sintesis frekuensi pasif.

Dengan sintesis tidak langsung, osilasi keluaran penyintesis menciptakan osilator mandiri, yang ketidakstabilan frekuensinya dihilangkan. Untuk itu, frekuensi generator dengan menggunakan sistem reduksi (jalur) diubah menjadi frekuensi standar tertentu, dibandingkan dengan standar tersebut, dan kesalahan yang dihasilkan digunakan untuk menghilangkan ketidakstabilan generator. Dalam diagram kontrol frekuensi otomatis Generator ini biasa disebut terkontrol, dan dirangkai dengan kompensasi untuk ketidakstabilan frekuensi- pembantu. Nama lain dari metode sintesis tidak langsung adalah sintesis aktif.

Dalam synthesizer sintesis tidak langsung, membawa frekuensi osilator ke standar dapat dilakukan melalui serangkaian konversi frekuensi, di mana, dengan menggunakan osilasi dari sensor frekuensi referensi, pengurangan (pengurangan) frekuensi secara berurutan dilakukan. Jalur reduksi ini disebut jalur pengurangan frekuensi.

Membawa frekuensi generator ke standar juga dapat dilakukan dengan membagi frekuensi, dan saat ini pembagi seperti penghitung pulsa yang dibangun berdasarkan sirkuit terpadu digital digunakan sebagai pembagi frekuensi. Oleh karena itu, synthesizer dengan jalur pembagian frekuensi biasanya disebut digital.

Rangkaian paling sederhana dari synthesizer yang dirangkai menggunakan metode sintesis langsung ditunjukkan pada Gambar. 3.1.30. Synthesizer berisi beberapa sensor frekuensi referensi, yang masing-masing menghasilkan osilasi satu dari sepuluh frekuensi pada outputnya. Osilasi dari sensor dikirim ke mixer; pada output mixer, osilasi kombinasi frekuensi total diisolasi menggunakan filter bandpass.

Gambar.3.1.30. Synthesizer menggunakan metode sintesis langsung

Diagram blok penyintesis, dibuat berdasarkan metode sintesis tidak langsung dan berisi jalur pengurangan, ditunjukkan pada Gambar. 3.1 31. Osilasi keluaran penyintesis menghasilkan IPK. Dalam perjalanan untuk membawa frekuensi IPK ke standar, frekuensi IPK dikurangi. Dalam detektor fase (PD), perbandingan dibuat antara frekuensi konversi VFO dan frekuensi osilasi referensi.

Gambar.3.1.31. Synthesizer menggunakan metode sintesis tidak langsung

Synthesizer yang dibuat menggunakan metode sintesis tidak langsung memungkinkan seseorang memperoleh tingkat emisi palsu yang lebih rendah, karena penyaringannya lebih mudah dilakukan.

Synthesizer apa pun berisi sensor frekuensi. Sensor pada dasarnya juga merupakan synthesizer, hanya saja fungsinya dibatasi pada pembentukan sepuluh frekuensi saja. Sensor dibangun, seperti synthesizer secara keseluruhan, berdasarkan metode sintesis langsung atau tidak langsung. Rangkaian sintesis langsung yang paling sederhana, misalnya pengganda frekuensi, paling sering digunakan. Terkadang sensor menghasilkan 100 frekuensi referensi terbanyak, kemudian desainnya menjadi lebih rumit dan kedua metode sintesis frekuensi digunakan untuk konstruksi.

Dalam synthesizer yang dibuat menggunakan metode sintesis tidak langsung, apa yang disebut perangkat pencarian digunakan untuk menyesuaikan VFO secara otomatis; perangkat ini mengubah frekuensi VFO hingga masuk ke pita penangkapan sistem PLL (atau CAP). Perangkat pencarian biasanya menghasilkan tegangan gigi gergaji, yang diterapkan pada elemen reaktif VFO dan mengubah frekuensi VFO dalam rentang yang luas. Ini menyala pada detuning besar, ketika tidak ada komponen tegangan konstan pada output detektor fase. Setelah sinkronisasi terjadi dalam sistem, perangkat pencarian dimatikan, tetapi tegangan kontrol yang sesuai dengan saat pencarian berakhir disimpan dan disuplai ke elemen reaktif IPK. Dalam proses pengoperasian selanjutnya, frekuensi awal IPK (frekuensi IPK dengan ring PLL terbuka dapat berubah pada pita yang lebih lebar, yang pita tangkapnya, tetapi tidak boleh melampaui batas pita penahan.

Dalam synthesizer modern, penyetelan VFO dilakukan menggunakan varicap dan batasannya terbatas. Pada kenyataannya, pita penyetelan adalah 10-30% dari frekuensi rata-rata VFO; oleh karena itu, synthesizer pita lebar tidak menggunakan satu, tetapi beberapa osilator yang dikontrol. Masing-masing beroperasi pada bagian tertentu dari rentang frekuensi; generator beralih secara otomatis berdasarkan frekuensi yang ditetapkan.

Prinsip kompensasi dan penggunaannya dalam membangun synthesizer.

Di sejumlah pembangkit dan penerima radio modern, metode kompensasi digunakan saat membangun jalur stabilisasi frekuensi. Inti dari metode ini adalah bahwa generator tambahan yang tidak distabilkan terlibat dalam pembuatan jaringan frekuensi stabil, kesalahan penyetelan yang dikompensasikan ketika frekuensi sinyal keluaran dihasilkan.

Diagram blok perangkat paling sederhana yang menggunakan metode kompensasi ditunjukkan pada Gambar. 3.1.32, 3.1.33. Rangkaian ini sering disebut rangkaian kompensasi atau konversi frekuensi ganda, dan menyediakan penyaringan efektif terhadap osilasi yang berguna.

Tugas perangkat ini adalah sebagai berikut: osilasi harmonik dengan frekuensi stabil disuplai ke input; pada output, sangat penting untuk mendapatkan harmonik osilasi ini dengan bilangan K.

Pada alat pembentuk, rangkaian pulsa pendek dengan periode To = 1/fо tercipta dari osilasi harmonik. Filter F1 memainkan peran tambahan di sirkuit ini. Filter ini menyediakan pemilihan awal sekelompok harmonik di dekat harmonik dengan nomor K, dan, yang paling penting, memberikan penekanan terhadap harmonik yang dapat berfungsi sebagai interferensi cermin untuk perangkat yang bersangkutan.

Generator bantu diatur sedemikian rupa sehingga pada mixer SM-1 harmonik Kfo diubah menjadi frekuensi menengah fpr = fg –Kfo, yang terletak pada pita sandi filter F2 (Gbr. 3.1.34).

Dalam hal ini, harmonik yang berdekatan dengan angka (K+1) dan (K-1) memiliki frekuensi menengah yang terletak di luar pita sandi filter, dan oleh karena itu secara efektif ditekan.

Filter F2 disetel ke fpr frekuensi tetap; filter tersebut harus memiliki lebar pita sandi tidak lebih dari fо dan redaman yang cukup besar di luar pita ini.

Pada konversi frekuensi kedua di SM2, osilasi dengan frekuensi fout = fg – fpr diisolasi, namun dengan memperhatikan bahwa fpr = fg – Kfo, maka fout = Kfo. Filter F3 disesuaikan dengan frekuensi Kfo dan dirancang untuk menekan osilasi yang tidak diinginkan yang terjadi pada output SM2.

Untuk mengubah frekuensi osilasi keluaran, cukup dengan membangun kembali generator bantu.

Synthesizer frekuensi digital

Dalam beberapa tahun terakhir, synthesizer yang dibuat berdasarkan metode sintesis tidak langsung dengan jalur pembagian frekuensi dan kontrol otomatis fase pulsa dari frekuensi generator rentang halus telah tersebar luas. Dalam synthesizer ini, sebagian besar elemen dibuat pada elemen terintegrasi digital; oleh karena itu, synthesizer dengan jalur pembagian frekuensi biasanya disebut digital.

Diagram blok synthesizer digital ditunjukkan pada Gambar 3.1.35.

Pada diagram ini IPK adalah generator terkontrol yang menghasilkan osilasi harmonik, FU adalah alat pembentuk yang mengubah osilasi harmonik menjadi rangkaian pulsa dengan laju pengulangan yang sama, DPKD adalah pembagi dengan koefisien pembagian variabel, IPD adalah pulsa -detektor fase, fo adalah fluktuasi frekuensi referensi, fluktuasi yang adalah frekuensi perbandingan.

Osilasi IPK yang diubah menjadi rangkaian pulsa dengan frekuensi pengulangan fg dikirim ke DPKD, dimana frekuensi pengulangan pulsa dibagi. Pada keluaran DPCD yang mempunyai koefisien pembagian N, terbentuk barisan baru dengan laju pengulangan pulsa fg/N, yang disuplai ke salah satu masukan IPD. Urutan pulsa dengan frekuensi pengulangan referensi fо disuplai ke input kedua IFD.

Di IFD, fluktuasi ini dibandingkan. Dalam mode stasioner, ketika sinkronisasi terjadi dalam sistem, kesetaraan frekuensi rangkaian pulsa masukan fo=fg/N dipastikan.

IPK disesuaikan dengan frekuensi nominal fg = fо N secara otomatis karena IFD menciptakan tegangan kontrol yang bergantung pada perbedaan fasa dari osilasi yang dibandingkan.

Untuk mengubah frekuensi IPK cukup dengan mengubah rasio pembagiannya. Ketika koefisien pembagian DPKD berubah dari Nmin ke Nmax, frekuensi osilasi keluaran synthesizer berubah dalam rentang dari fgmin=N min fo ke fmax=N max fo (dengan langkah fo).

Pada Gambar. 3.1.36 menyajikan kemungkinan skema pembangkit pita lainnya dengan kontrol frekuensi otomatis (frekuensi - FAL dan fase - FAL). Pada Gambar. 3.1.36: LPF – filter lolos rendah; BH – detektor frekuensi; IPK – generator rentang halus; SM – pengaduk; УУ – perangkat kontrol; PD – detektor fase.

Penguat daya

Penguat daya frekuensi tinggi dapat disetel dan tidak dapat disetel.

Dalam rangkaian penguat resonansi merdu, elemen wajib adalah rangkaian osilasi dengan elemen untuk mencocokkan koneksi dengan antena, yang restrukturisasinya dilakukan dengan mengubah induktansi kumparan atau kapasitansi kapasitor sistem resonansi umum . Untuk memperoleh penguatan maksimum, rangkaian osilasi disesuaikan secara manual atau otomatis dengan frekuensi sinyal pembangkit, yang mengurangi kecepatan stasiun dan memungkinkan untuk memberikan penekanan hanya pada satu frekuensi. Amplifier semacam itu digunakan di stasiun pengacau di taman lama.

Penguat daya pita lebar (WPA), yang digunakan di semua stasiun jamming serial modern dan dibuat sesuai dengan rangkaian penguat penguatan terdistribusi (DAA), bebas dari kelemahan ini dan mewakili penguat gelombang berjalan(Tsykin G.S. Penguat sinyal listrik. - Edisi ke-2, direvisi. - M.: Energi, 1969. - 384 hal.: sakit.).

Di silo, sinyal eksiter diperkuat tanpa penyetelan di seluruh rentang operasi, yang meningkatkan kinerja semua jenis stasiun dan memungkinkan terciptanya interferensi kuasi-simultan pada beberapa frekuensi. Dalam hal ini, untuk mengecualikan radiasi sinyal samping (harmonik frekuensi dasar), filter penekan harmonik (HSF) dihidupkan pada output amplifier. Jumlah filter menentukan jumlah subband pemancar. Mereka dialihkan menggunakan relay frekuensi tinggi secara otomatis atau manual.

Prinsip membangun jalur amplifikasi utama pemancar tersebut diilustrasikan oleh diagram sirkuit URU (Gbr. 3.1.37). Cara paling sederhana adalah dengan membangun amplifier dengan beban dalam bentuk filter low-pass - amplifier dengan penguatan terdistribusi .

URU adalah perangkat dengan koneksi paralel lampu penguat melalui jalur buatan. Kapasitansi masukan dan keluaran tabung disertakan sebagai elemen saluran panjang dan tidak memiliki efek pembatas pada frekuensi atas pita sandi penguat. Amplifier dibangun menggunakan sirkuit siklus tunggal dan dorong-tarik.

Penguat memiliki dua saluran transmisi (jaringan dan anoda) dan elemen amplifikasi, yang daya keluarannya dijumlahkan pada beban umum. Bagian saluran transmisi dapat diimplementasikan sebagai filter low-pass, seperti pada gambar, atau sebagai filter band-pass.

Sinyal yang diterapkan pada input rangkaian merambat sepanjang saluran transmisi grid dari filter identik yang dibentuk oleh induktansi aku dengan dan kontainer Dengan dengan. Setiap bagian saluran dihubungkan ke jaringan lampu yang sesuai.

Garis kisi di ujungnya dipenuhi hambatan R dengan, sama dengan gelombang

Hal ini memastikan mode gelombang berjalan di saluran, dan impedansi masukan saluran tetap konstan dalam rentang frekuensi operasi penguat.

Garis anoda dirancang mirip dengan garis grid, dan impedansi karakteristik ditentukan oleh induktansi LA dan kapasitas S A.

Garis anoda dibebani dengan hambatan di kedua ujungnya R A1 = R A2 =, sehubungan dengan ini, mode gelombang berjalan dua arah terjadi di jalur anoda.

Gelombang sinyal input, merambat sepanjang garis grid, membangkitkan dua gelombang dari setiap lampu di garis anoda. Salah satu gelombang ini merambat ke kiri (sesuai rangkaian) dan diserap oleh resistansi (pemberat) yang cocok R A1, dan yang kedua mencapai hambatan beban R A2 dan melepaskan kekuatan yang berguna padanya. Kondisi yang diperlukan untuk pengoperasian harus berupa waktu tunda yang sama dari sinyal anoda dan saluran jaringan.

Dengan adanya pencocokan dua arah pada saluran anoda, terjadi penambahan arus setiap saluran pada beban secara sefasa. Karena arus masing-masing lampu bercabang, total arus total (dari semua lampu) harmonisa pertama pada beban akan menjadi setengahnya.

Di sirkuit URU, faktor penguatan kaskade ditambahkan, bukan dikalikan. Untuk alasan energi, disarankan untuk menggunakan lampu dalam jumlah besar di URU.

Amplitudo tegangan pada beban tidak bergantung pada jumlah tabung pada amplifier dan tidak boleh melebihi nilainya kamu n = aku A.

URU memiliki keandalan yang lebih baik karena tetap dapat beroperasi ketika lampu individual mati. Pada saat yang sama, karakteristik frekuensi amplitudo agak menurun karena perubahan kapasitansi lampu yang terhubung ke saluran.

Transformator penyeimbang dan pencocokan khusus digunakan sebagai elemen pencocokan URU dengan antena (dalam hal keluaran-masukan dan impedansi keluaran dan masukan).

Penguat daya menggunakan perangkat kontrol, pemblokiran, dan sinyal khusus (UCD).

UBS menyediakan:

− menyalakan (mematikan) tegangan suplai secara paksa dalam urutan yang ketat;

− pemutusan tegangan suplai dalam kondisi berbahaya (arus berlebih pada catu daya, putus atau korsleting pada jalur transmisi energi HF, pengoperasian sistem pendingin paksa yang tidak efektif);

− perlindungan personel servis dari akses ke bagian aktif di bawah tegangan tinggi;

− menandakan operasi selesai dan malfungsi, dll.

Pertanyaan keamanan

1.Apa saja persyaratan untuk perangkat pemancar radio? 2. Apa yang menentukan pentingnya penggunaan skema multi-tahap untuk membangun pemancar HF?

3. Apa saja ciri-ciri konstruksi rangkaian eksiter untuk pemancar HF dan VHF?

4.Berikan klasifikasi rangkaian generator self-eksitasi.

5.Apa sifat resonator kuarsa?

Sinyal termodulasi amplitudo (AM) - konsep dan jenis. Klasifikasi dan fitur kategori "Sinyal termodulasi amplitudo (AM)" 2017, 2018.

dimana amplitudo pembawa; – koefisien proporsionalitas dipilih sehingga amplitudonya selalu positif. Frekuensi dan fase osilasi harmonik pembawa selama AM tetap tidak berubah.

Untuk deskripsi matematis sinyal AM pada (2.2), alih-alih koefisien yang bergantung pada rangkaian modulator tertentu, indeks modulasi diperkenalkan:

itu. rasio selisih antara nilai maksimum dan minimum amplitudo sinyal AM dengan jumlah nilai tersebut. Untuk sinyal modulasi simetris, sinyal AM juga simetris, yaitu. . Maka indeks modulasi sama dengan rasio kenaikan amplitudo maksimum terhadap amplitudo pembawa.

Modulasi amplitudo dengan osilasi harmonik. Dalam kasus yang paling sederhana, sinyal modulasi adalah osilasi harmonik dengan frekuensi . Dalam hal ini, ekspresi

sesuai dengan sinyal AM nada tunggal yang ditunjukkan pada Gambar. 2.26.

Sinyal AM nada tunggal dapat direpresentasikan sebagai penjumlahan dari tiga komponen harmonik dengan frekuensi: – pembawa; – sisi atas dan – sisi bawah:

Diagram spektral sinyal AM nada tunggal, dibuat menurut (2.7), simetris terhadap frekuensi pembawa (Gbr. 2.2, c). Amplitudo getaran lateral dengan frekuensi dan sama bahkan pada tidak melebihi setengah amplitudo getaran pembawa.

Sinyal modulasi harmonik dan, karenanya, sinyal AM nada tunggal jarang ditemukan dalam praktiknya. Dalam kebanyakan kasus, modulasi sinyal primer adalah fungsi waktu yang kompleks (Gbr. 2.3, a). Setiap sinyal kompleks dapat direpresentasikan sebagai jumlah komponen harmonik yang terbatas atau tidak terbatas menggunakan deret Fourier atau integral. Setiap komponen harmonik suatu sinyal dengan frekuensi akan menyebabkan munculnya dua komponen samping dengan frekuensi pada sinyal AM.

Himpunan komponen harmonik dalam sinyal modulasi dengan frekuensi akan sesuai dengan banyak komponen samping dengan frekuensi . Untuk lebih jelasnya, transformasi spektrum untuk AM ditunjukkan pada Gambar. 2.3,b. Spektrum sinyal AM yang dimodulasi secara kompleks, selain osilasi pembawa dengan frekuensi , berisi kelompok osilasi sisi atas dan bawah, yang masing-masing membentuk pita sisi atas dan pita sisi bawah dari sinyal AM.

Dalam hal ini, pita frekuensi sisi atas adalah salinan spektrum sinyal informasi berskala besar, yang digeser ke wilayah frekuensi tinggi dengan jumlah tertentu. Sideband bawah juga mengikuti diagram spektral sinyal, tetapi frekuensi di dalamnya disusun dalam urutan cermin relatif terhadap frekuensi pembawa.

Lebar spektrum sinyal AM sama dengan dua kali frekuensi tertinggi dari spektrum sinyal frekuensi rendah yang memodulasi, yaitu.

Kehadiran dua pita samping menyebabkan pita frekuensi yang ditempati meluas kira-kira dua kali lipat spektrum sinyal informasi. Daya per osilasi frekuensi pembawa adalah konstan. Kekuatan yang terkandung dalam sideband bergantung pada indeks modulasi dan meningkat seiring bertambahnya kedalaman modulasi. Namun, bahkan dalam kasus ekstrim ketika , hanya seluruh daya osilasi yang jatuh pada kedua pita samping.

Tahukah kamu Apa kepalsuan konsep “kekosongan fisik”?

Kekosongan fisik - konsep fisika kuantum relativistik, yang berarti keadaan energi (dasar) terendah dari medan terkuantisasi, yang memiliki momentum nol, momentum sudut, dan bilangan kuantum lainnya. Para ahli teori relativistik menyebut ruang hampa fisik sebagai ruang yang sama sekali tidak mengandung materi, diisi dengan medan yang tidak dapat diukur, dan karena itu hanya bersifat imajiner. Keadaan seperti itu, menurut kaum relativis, bukanlah kekosongan mutlak, melainkan ruang yang dipenuhi partikel-partikel hantu (virtual). Teori medan kuantum relativistik menyatakan bahwa, sesuai dengan prinsip ketidakpastian Heisenberg, partikel virtual, yaitu nyata (tampak bagi siapa?), terus-menerus lahir dan menghilang dalam ruang hampa fisik: apa yang disebut osilasi medan titik nol terjadi. Partikel virtual dari ruang hampa fisik, dan oleh karena itu, menurut definisinya, tidak memiliki sistem referensi, karena jika tidak, prinsip relativitas Einstein, yang menjadi dasar teori relativitas, akan dilanggar (yaitu, sistem pengukuran absolut dengan referensi partikel-partikel vakum fisik akan menjadi mungkin, yang pada gilirannya akan dengan jelas menyangkal prinsip relativitas yang menjadi dasar SRT). Dengan demikian, kekosongan fisik dan partikel-partikelnya bukanlah unsur-unsur dunia fisik, melainkan hanya unsur-unsur teori relativitas, yang tidak ada di dunia nyata, melainkan hanya dalam rumus-rumus relativistik, sekaligus melanggar prinsip kausalitas (muncul dan menghilang tanpa sebab), prinsip objektivitas (partikel virtual dapat dianggap, tergantung keinginan pembuat teori, baik ada atau tidak ada), prinsip keterukuran faktual (tidak dapat diamati, tidak memiliki ISO sendiri).

Ketika seorang fisikawan menggunakan konsep “kekosongan fisik”, dia tidak memahami absurditas istilah ini, atau dia tidak jujur, karena secara tersembunyi atau terang-terangan menganut ideologi relativistik.

Cara termudah untuk memahami absurditas konsep ini adalah dengan melihat asal mula kemunculannya. Ia dilahirkan oleh Paul Dirac pada tahun 1930-an, ketika menjadi jelas bahwa menyangkal eter dalam bentuknya yang murni, seperti yang dilakukan oleh seorang matematikawan hebat namun fisikawan biasa-biasa saja, tidak mungkin lagi dilakukan. Terlalu banyak fakta yang bertentangan dengan hal ini.

Untuk membela relativisme, Paul Dirac memperkenalkan konsep energi negatif yang afisik dan tidak logis, dan kemudian keberadaan "lautan" dua energi yang saling mengimbangi dalam ruang hampa - positif dan negatif, serta "lautan" partikel yang saling mengimbangi. lainnya - elektron dan positron virtual (yaitu, nyata) dalam ruang hampa.

Dengan modulasi amplitudo, amplitudo sinyal termodulasi berubah sesuai dengan hukum pesan yang dikirimkan. Modulasi amplitudo adalah jenis modulasi analog yang paling umum dalam sistem komunikasi radio, penyiaran, dan televisi.

Jenis modulasi amplitudo yang paling sederhana adalah monokromatik(dari kata nada - suara dengan frekuensi yang sama), di mana sinyal modulasinya adalah osilasi harmonik:

Di mana
- amplitudo sinyal modulasi (ketinggian maksimum sinusoidal);

- frekuensi melingkar (sudut),
;

- periode modulasi osilasi;

- fase awal.

Sinyal harmonik frekuensi tinggi hampir selalu digunakan sebagai pembawa osilasi dalam sistem komunikasi dan penyiaran.

Mari kita ambil sinyal sinusoidal sebagai pesan analog uji:

(40)

Operator, mis. osilasi termodulasi

(41)

di mana frekuensi pembawa
- frekuensi osilasi modulasi.

Sebagai hasil dari pengaruh osilasi (40) terhadap amplitudo osilasi pembawa (41), kita memperoleh sinyal dengan modulasi amplitudo:

Di mana
- koefisien modulasi amplitudo.

Grafik dari tiga osilasi bernama ditunjukkan pada Gambar. 13 dan gambar. 14.

Untuk tujuan kejelasan, pada Gambar. 15, A, B menunjukkan grafik modulasi osilasi pada
, membawa – di
.

1. Spektrum sinyal termodulasi amplitudo

Dari (42) kita memperoleh ekspresi:

yang sesuai dengan rumus hasil kali fungsi trigonometri, kita reduksi menjadi bentuk

maka spektrum getaran selama modulasi amplitudo oleh sinyal nada terdiri dari tiga komponen dengan frekuensi: (sama dengan frekuensi pembawa), (
) (sisi bawah), (
) (sisi atas). A amplitudo komponen samping
.

Beras. 15. Modulasi amplitudo

A - sinyal modulasi (kontrol); B- gelombang pembawa (sinyal frekuensi radio); V- sinyal termodulasi amplitudo.

Lebar spektrum AM
. Oleh karena itu, dengan basis B = 1, sinyal modulasi amplitudo termasuk dalam kelas pita sempit.

Ketika dimodulasi oleh pesan yang lebih kompleks yang menempati spektrum dari
ke
(Gbr. 16, a), spektrum getaran AM yang disajikan pada Gambar. akan berubah. 16,b.

Spektrum sinyal termodulasi amplitudo adalah sekumpulan osilasi (komponen) sederhana (harmonik) dengan frekuensi dan amplitudo berbeda, di mana proses osilasi kompleks dapat diuraikan sepanjang sumbu frekuensi, yaitu. sinyal AM. Ekspresi analitis untuk sinyal semacam itu, dengan mempertimbangkan rumus trigonometri produk kosinus, dapat direpresentasikan sebagai jumlah osilasi:

(45)

Dari rumus (44) jelas bahwa dengan modulasi nada tunggal, spektrum sinyal AM terdiri dari tiga komponen frekuensi tinggi: osilasi pembawa awal dengan amplitudo
dan frekuensi , serta dua osilasi harmonik baru dengan frekuensi berbeda
Dan
, tetapi dengan amplitudo yang sama
/2 , muncul selama proses modulasi amplitudo dan mencerminkan pesan yang dikirimkan.

Osilasi dengan frekuensi
Dan
masing-masing disebut komponen sisi atas dan bawah (frekuensi). Mereka terletak secara simetris terhadap frekuensi pembawa .

Spektrum sinyal AM nada tunggal ditunjukkan pada Gambar. 17. Gambar tersebut dengan jelas menunjukkan bahwa lebar spektrum sinyal AM (
) dengan modulasi nada tunggal sama dengan dua kali frekuensi modulasi:

(46)

dimana F adalah frekuensi siklik modulasi (sinyal modulasi).

Dengan tidak adanya modulasi (M = 0), amplitudo komponen samping sama dengan nol dan spektrum sinyal AM diubah menjadi spektrum gelombang pembawa (komponen
pada frekuensi ). Dalam hal memodulasi pembawa dengan sinyal berbentuk kompleks, yang terdiri dari beberapa harmonik frekuensi berbeda, setiap harmonik sinyal modulasi (kontrol) menciptakan dua frekuensi samping dalam spektrum sinyal radio, terletak secara simetris relatif terhadap frekuensi pembawa. . Akibatnya, spektrum sinyal AM tersebut terdiri dari pembawa dan dua pita samping - atas dan bawah. Lebar tiap garis sampingnya adalah
, dan lebar spektrum sinyal AM kompleks ternyata sama dengan dua kali frekuensi tertinggi dalam spektrum sinyal modulasi (Gbr. 18).