Umbreytingarstyrkur í RF: kenning, tímaréttur, tíðnisvið

"Útvarpsbylgjur (RF) er sveiflunarhraði til skiptis rafstraums eða spennu eða segul-, raf- eða rafsegulsviðs eða vélræns kerfis á tíðnissviðinu frá um það bil 20 kHz til um það bil 300 GHz. ----- FMUSER"

innihald

● Útvarpstíðni
● Stærðfræðin
● Tímadómstóllinn

● Tíðnisviðið
● Neikvæðar tíðnir

● Yfirlit

Útvarpstíðni
Lærðu um einfaldustu leiðina til að umrita upplýsingar í bylgjuformi flutningsaðila.

Við höfum séð að RF mótun er einfaldlega viljandi breyting á amplitude, tíðni eða áfanga sinusoidal burðarmerki. Þessi breyting er framkvæmd samkvæmt tilteknu fyrirkomulagi sem er útfært af sendinum og skilið af móttakaranum. Fylgni mótunar - sem er auðvitað uppruni hugtaksins „AM útvarps“ - skiptir upp amplitude burðarins samkvæmt tafarlausu gildi basebands merkisins.

Stærðfræðin
Stærðfræðilegt samband fyrir amplitude mótun er einfalt og leiðandi: þú margfaldar burðarmanninn með baseband merkinu. Tíðni burðarins sjálfs er ekki breytt en amplitude mun breytast stöðugt eftir basebandgildinu. (Hins vegar, eins og við munum sjá síðar, kynna amplitudebrigðin nýja tíðnieinkenni.) Eitt lúmskur smáatriðið hér er þörfin á að færa grunnbandsmerki; við ræddum um þetta á fyrri síðu. Ef við erum með basebandbylgjuform sem er mismunandi á milli –1 og +1, er hægt að tjá stærðfræðilega sambandið á eftirfarandi hátt:

Sjá einnig: >>Hver er munurinn á AM og FM útvarpi?

þar sem xAM er amplitude-mótuð bylgjuform, xC er burðarefni, og xBB er grunnbandmerki. Við getum tekið þetta skrefinu lengra ef við lítum á burðinn sem endalausan sinusóða með stöðugum amplitude. Ef við gerum ráð fyrir að amplitude burðarins sé 1 getum við skipt út xC fyrir sin (ωCt).

Enn sem komið er svo gott, en það er eitt vandamál með þetta samband: þú hefur enga stjórn á „styrkleika“ mótunarinnar. Með öðrum orðum, samband baseband-breyting-til-burðar-amplitude-breyting er fast. 

Við getum til dæmis ekki hannað kerfið þannig að lítil breyting á grunnbandsgildinu skapi mikla breytingu á amplitude burðarins. Til að takast á við þessa takmörkun, kynnum við m, þekkt sem mótunarvísitalan.

Sjá einnig: >>Hvernig á að útrýma hávaða á AM og FM móttakara 

Núna, með mismunandi breytileika, getum við stjórnað styrk basebands merkisins á amplitude burðarins. Takið þó eftir því að m er margfaldað með upphaflegu basebandsmerki, ekki breytta baseband. 

Þannig að ef xBB nær frá –1 til +1, mun eitthvert gildi sem er stærra en 1 verða til þess að (1 + mxBB) teygja sig út í neikvæða hluta y-ássins - en þetta er nákvæmlega það sem við reyndum að forðast með því að skipta það upp í fyrsta lagi. Mundu svo að ef mótunarvísitala er notuð verður að færa merki miðað við hámarks amplitude mxBB, ekki xBB.

Tímadómstóllinn
Við skoðuðum AM tímalénabylgjur á fyrri síðu. Hér var lokasniðið (baseband í rauðu, AM bylgjuformi í bláu):

Nú skulum við skoða áhrif mótunarvísitölunnar. Hérna er svipuð samsæri, en í þetta skiptið færði ég baseband merki með því að bæta við 3 í stað 1 (upphaflega sviðið er enn –1 til +1).

Nú munum við taka upp mótunarvísitölu. Eftirfarandi lóð er með m = 3.

Amplitude flutningsaðila er nú „næmari“ fyrir mismunandi gildi basebands merkisins. Breytta basebandinn fer ekki inn í neikvæða hluta y-ássins vegna þess að ég valdi DC offset samkvæmt mótunarvísitölunni.

Þú gætir verið að spá í eitthvað: Hvernig getum við valið rétta DC offset án þess að vita nákvæmlega amplitude eiginleika baseband merkisins? Með öðrum orðum, hvernig getum við tryggt að neikvæð sveifla grunnbandsformsins nái nákvæmlega að núlli? 

Svar: Þú þarft ekki að gera það. Fyrri tvær lóðirnar eru jafn gildar AM bylgjulög; baseband merki er fluttur af trúmennsku í báðum tilvikum. Sérhver DC offset sem er eftir eftir demodulation er auðvelt að fjarlægja með röð þétti. (Næsti kafli mun fjalla um demodulation.)

Sjá einnig: >>Hver er munurinn á milli AM og FM?

Tíðnisviðið
Eins og við ræddum áður notar RF þróun víðtækar greiningar á tíðni-lénum. Við getum skoðað og metið raunverulegt mótuð merki með því að mæla það með litrófgreiningartæki, en það þýðir að við þurfum að vita hvernig litrófið ætti að líta út.

Byrjum á tíðni léns framsetning merkis flutningsaðila:

Þetta er nákvæmlega það sem við búumst við fyrir óskipta flutningsaðila: stakan topp á 10 MHz. Nú skulum við líta á litróf merkisins sem myndast með amplitude sem mótar burðarhlutann með stöðugri tíðni 1 MHz sinusoid.

Hérna sérðu stöðluðu einkenni sveifluforms með amplitude-mótuðri: baseband-merkið hefur verið færst í samræmi við tíðni burðarins. 

Sjá einnig: >>RF Sía Basics Tutorial 

Þú gætir líka hugsað um þetta sem að "bæta við" baseband tíðnina á merki burðarins, sem er reyndar það sem við erum að gera þegar við notum amplitude modulation - burðartíðnin er enn, eins og þú sérð á tímabeltisbylgjum, en sveiflur í amplitude mynda nýtt tíðniinnihald sem samsvarar litrófseinkennum basebands merkisins.

Ef við lítum betur á mótuðu litrófið, getum við séð að nýju topparnir tveir eru 1 MHz (þ.e. baseband tíðni) hér að ofan og 1 MHz undir burðartíðni:

(Ef þú ert að velta fyrir þér, þá er ósamhverfan gripur útreikningsferlisins; þessar lóðir voru búnar til með raunverulegum gögnum, með takmörkuðu upplausn. Hugleitt litróf væri samhverft.)

>>Back to the top

Neikvæðar tíðnir
Til að draga saman amplitude mótun þýðir baseband litrófið að tíðnisvið sem er miðjuð um burðartíðnina. Það er þó eitthvað sem við þurfum að útskýra: Af hverju eru tveir toppar - einn á burðartíðni auk grunnbands tíðni, og annar á burðartíðni að frádregnum tíðnibandbandi? 

Svarið verður skýrt ef við munum einfaldlega að Fourier litróf er samhverft með tilliti til Y-ássins; jafnvel þó að við birtum aðeins jákvæðu tíðnirnar, þá inniheldur neikvæði hluti x-ássins samsvarandi neikvæðu tíðni. 

Auðvelt er að líta framhjá þessum neikvæðu tíðnum þegar við erum að fást við upprunalega litrófið, en það er mikilvægt að taka neikvæðu tíðnirnar inn þegar við erum að skipta um litrófið.

Eftirfarandi skýringarmynd ætti að skýra þetta ástand.

Eins og þú sérð eru basebandrófið og burðarrófið samhverft hvað varðar Y-ásinn. Fyrir baseband merki leiðir þetta til litrófs sem nær stöðugt frá jákvæða hluta x-ássins til neikvæðu hlutans; fyrir flutningafyrirtækið höfum við einfaldlega tvo toppa, einn við + ωC og einn við –ωC. Og AM-litrófið er, enn og aftur, samhverft: þýtt baseband litróf birtist í jákvæða hlutanum og neikvæða hlutanum af x-ásnum.

>>Aftur í top

Og hér er enn eitt sem þarf að hafa í huga: amplitude mótun veldur því að bandbreiddin eykst um stuðulinn 2. Við mælum bandbreidd með því að nota aðeins jákvæðu tíðnirnar, þannig að bandbreidd bandalagsins er einfaldlega BWBB (sjá mynd hér að neðan). En eftir að hafa þýtt allt litrófið (jákvæð og neikvæð tíðni) verða allar upprunalegu tíðnirnar jákvæðar, þannig að mótuð bandbreidd er 2BWBB.

Yfirlit
* Sagnræn straumbreyting samsvarar því að margfalda burðarmanninn með breytta basebandmerki.

* Hægt er að nota mótunarvísitöluna til að gera amplitude burðarins næmari (eða minni) fyrir breytileika í gildi basebands merkisins.

* Á tíðnisviðinu samsvarar amplitude mótun því að þýða basebandrófið yfir í band sem umlykur burðartíðni.

* Vegna þess að basebandrófið er samhverft hvað varðar Y-ásinn, leiðir þessi tíðniþýðing til stuðnings 2 af bandbreidd.

>>Aftur í top

Skildu eftir skilaboð 

Skilaboðalisti