AKADEMIA MORSKA KATEDRA NAWIGACJI TECHNICZEJ

Transkrypt

1 AKADEMIA MORSKA KATEDRA NAWIGACJI TECHNICZEJ ELEMETY ELEKTRONIKI LABORATORIUM Kierunek NAWIGACJA Specjalność Transport orski Seestr II Ćw. 5 Modulacja AM i Wersja opracowania Marzec 5 Opracowanie: gr inż. Jacek Czerniawski gr inż. Marcin Czabański

2 1. WPROWADZENIE 1.1. Modulacja AM Modulacją aplitudy nazyway uzależnienie aplitudy fali nośnej od sygnału odulującego. W odulatorze drgania fali nośnej są zniekształcone, czyli zodulowane w takt sygnału odulującego. Tak zodulowana fala jest raz silniejsza a raz słabsza. W odulacji AM wahania wartości sygnału odbieranego są traktowane jako sygnał użyteczny. Modulacja AM jest podatna na zakłócenia, stąd obecnie stosuje się przeważnie odulacje częstotliwościowa (). Scheat odulatora aplitudowego przedstawia rysunek 1. Sygnał odulujący b ( MODULATOR AM Sygnał zodulowany a(=a( cost Nośna n( = A cost Rys. 1. Scheat funkcjonalny odulatora aplitudowego. Przy konwencjonalnej odulacji aplitudy wyrażenie na sygnał zodulowany a postać: [ 1+ k b( ] cos t = A( t a( = A cos (1.1) gdzie: k współczynnik proporcjonalności, b( sygnał odulujący, pulsacja fali nośnej, A( = A[1+ k b(] aplituda chwilowa sygnału zodulowanego Zate przy spełnieniu warunku A( przyjuje wartości nieujene. [ 1+ b( ] k (1.) Przy odulacji aplitudy pojedynczy sygnałe sinusoidalny aplituda chwilowa sygnału zodulowanego jest równa b( = B cos t (1.3) ( 1 cos gdzie =kb oznacza głębokość odulacji. Sygnał zodulowany ożna wtedy wyrazić również jako A( = A + (1.4)

3 A A a( = A cos t + cos( + ) t + cos( ) t (1.5) Wido sygnału AM przy liniowej odulacji aplitudy pojedynczą cosinusoidą jest przedstawiony na rysunku. A A A A Rys.. Wido sygnału AM - + Przebieg czasowy sygnału AM jest przedstawiony na rysunku 3. Rys. 3. Przebieg czasowy sygnału zodulowanego aplitudowo. Rozważając przypadek sygnału przeodulowanego tzn. odulację pojedynczą cosinusoidalną na liniowej charakterystyce statycznej przy głębokości odulacji >1, aplituda fali nośnej jest niejsza od aplitudy cosinusoidalnej o częstotliwości odulującej, a więc aplitudę chwilową sygnału zodulowanego ożna określić zależnością θ θ A (1 + cos dla π t π A( = (1.6) dla pozostalych t

4 1 gdzie θ = arccos ; > 1 Wido oawianego sygnału, teoretycznie rozciągające się aż do nieskończoności tworzą prążki odległe od siebie na osi częstotliwości o o wysokościach zależnych od głębokości odulacji. Przykładowe wido sygnału przeodulowanego pojedynczą kosinusoidą jest przedstawione na rysunku Rys. 4. Przykładowe wido sygnału przeodulowanego pojedynczą cosinusoidą 1.. Modulacja Modulacja częstotliwości polega na zienieniu częstotliwości fali nośnej proporcjonalnie do sygnału odulującego. Ten typ odulacji jest powszechnie stosowany ze względu na znacznie większą odporność na zakłócenia w porównaniu do odulacji aplitudowej. Jeżeli sygnał odulujący jest równy: to częstotliwość chwilowa sygnału zodulowanego a postać gdzie: b( = B cos t (1.7) = + kb cos t = + cos t (1.8) ( nazywa się dewiacją częstotliwości. Wyrażenie na sygnał zodulowany a postać a = k B (1.9) ( t = A sin( t + ϕ sin ) (1.1)

5 gdzie: ϕ = (1.11) jest nazywane dewiacją fazy lub indekse odulacji. Wido sygnału zodulowanego pojedynczy przebiegie haroniczny opisuje wyrażenie: gdzie J ( ϕ ) ( = A J n ( )sin( + n n= a ϕ ) t (1.1) n oznacza funkcje Bessela. Stąd wysokości prążków wida są określone przez ich odpowiednie wartości. Szerokość pasa częstotliwości faktycznie zajętych przez sygnał zodulowany zależy od dewiacji fazy, która określa liczbę uwzględnianych w widie prążków N oraz od częstotliwości odulującej. Przykładowe wido sygnału zodulowanego częstotliwościowo jest przedstawione na rysunku 6, a jego przebieg czasowy na rysunku Rys. 5. Przykładowe wido sygnału zodulowanego częstotliwościowo.

6 Rys. 6. Przebieg czasowy sygnału zodulowanego częstotliwościowo.. ZAGADNIENIA KONTROLNE 1. Co to jest wido sygnału?. Jaka jest różnica poiędzy odulacja aplitudową a częstotliwościową? 3. PRZEBIEG ĆWICZENIA 3.1. Zapoznać się z instrukcjai obsługi przyrządów Generator sygnałów PG X Y Oscylokskop analogowy 3.. Ustawić na generatorze AM/ PG odulacje aplitudy AM, częstotliwość fali nośnej podaną przez prowadzącego i głębokość odulacji %. Zaobserwować przebiegi na oscyloskopie Zieniając głębokość odulacji zaobserwować ziany jakie są widoczne na oscyloskopie. Naszkicować zaobserwowane przebiegi. 4. OPRACOWANIE 4.1. Co to jest odulacja i do czego służy? 4.. Wpływ indeksu odulacji? 4.3. Opisać różne rodzaje odulacji i ich zasadę działania Zastosowanie różnych typów odulacji w rzeczywistych systeach radiowych Co to jest układ przeiany częstotliwości i do czego służy? 4.6. Wnioski