Амплитуда результирующего колебания определяется следующим соотношением

.

При . .

При .

Поскольку напряжение на нагрузке детектора прямо пропорционально U(t), то на выходе детектора будут действовать напряжение сигнала с частотой и амплитудой и напряжение помехи с частотой и амплитудой , где K_д- коэффициент передачи детектора. При этом отношение сигнал/помеха на выходе определяется соотношением

. (7.3)

Таким образом, при стопроцентной модуляции (m=1) отношение сигнал/помеха на выходе детектора равно отношению сигнал/помеха на входе.

 

7.1.3. Взаимодействие сигнала и шума в амплитудном детекторе

 

На рисунке 7.9 показан спектр синусоидального сигнала с амплитудой U_c и шума с постоянной спектральной плотностью в полосе пропускания П селективного тракта приемника.

Рисунок 7.9 - Спектр синусоидельного сигнала и шума в полосе пропускания

селективного тракта приемника

 

Выделим участок спектра шума шириной на расстоянии от несущей. Этому бесконечно узкому участку спектра соответствует синусоидальное колебание, которое создает биения с синусоидальным сигналом. Амплитуда напряжения с частотой биений на нагрузке детектора равна

.

Следовательно, мощность этой помехи определяется соотношением

Это означает, что приращение мощности шума на выходе детектора из-за входной шумовой мощности в полосе определяется соотношением

.

Полная шумовая мощность на выходе определяется соотношением

,

где F_max – максимальная частота модуляции.

Поскольку при АМ , то .

Эффективное напряжение шума на выходе связано с эффективным напряжением шума на входе соотношением

.

При синусоидальном законе модуляции напряжение сигнала на выходе детектора равно

.

Таким образом, отношение сигнал/помеха на выходе равно

. (7.4)

При стопроцентной модуляции отношение сигнал/шум на выходе равно отношению сигнал/шум на входе.

 

7.1.4. Радиоприем однополосных сигналов

 

Преимуществами однополосной передачи являются:

1. Сужение спектра в 2 раза, что увеличивает пропускную способность канала связи.

2. Более эффективное использование мощности передатчика.

3. Повышение устойчивости к селективным замираниям несущей сигнала, т.к. она отсутствует.

Сущность однополосной модуляции состоит в переносе спектра модулирующего сигнала, спектр которого находится в области частот от F_min до F_max, или в область частот f_c+F_min.. f_c+F_max (верхняя боковая), или в область частот f_c-F_min.. f_c-F_max (нижняя боковая), где f_c – частота подавленной или ослабленной несущей.

В приемнике осуществляется обратный процесс.

Сказанное иллюстрируется рисунком 7.10.

 

Рисунок 7.10 – Спектральные диаграммы модулирующего сигнала и сигнала однополосной

модуляции (А) - верхняя боковая, Б) – нижняя боковая)

 

Радиоприемное устройство для приема однополосных сигналов состоит из главного тракта приема и демодулятора ОБП (рисунок 7.11)

 

 

Рисунок 7.11 – Укрупненная структурная схема радиоприемника

 

Структурная схема демодулятора однополосного сигнала приведена на рисунке 7.12. Принцип работы демодулятора основан на переносе спектра однополосного сигнала в область частот модуляции F_min..F_max. Эту операцию выполняет преобразователь частоты, у которого частота гетеродина равна частоте несущей. В демодуляторе этот гетеродин называют генератором восстановленной несущей (ГН). Этот генератор включен в кольцо ФАПЧ. Подстройка частоты генератора осуществляется по остатку несущей (ОН), который выделяется узкополосным фильтром остатка несущей. Остаток несущей также используется для АРУ.

 

 

Рисунок 7.12 - Структурная схема демодулятора сигнала ОБП

 

 

Лекция 20. Радиоприем ЧМ сигналов

 

Тема 7. Радиоприем сигналов аналоговой модуляции

 

7.2. Радиоприем ЧМ сигналов

 

7.2.1.Прохождение ЧМ сигнала через селективный тракт приемника

 

Пусть на входе селективного тракта действует ЧМ-сигнал с постоянной амплитудой и мгновенной фазой, изменяющейся по синусоидальному закону

,

где -средняя частота ЧМ сигнала, -индекс частотной модуляции, -частота модуляции.