Лекция 5 Тема : Формирование сигналов с импульсной модуляцией

спектр сигнала при импульсной модуляции.
2. Структурные схемы и классификация импульсных

модуляторов.
3. Внутриимпульсная частотная модуляция.

учеб. пособие для вузов - М. : Горячая линия -

Телеком, 2007. - 384 с.
2. Куликов Г. В. Радиовещательные приёмники : учеб. пособие для вузов / Г. В. Куликов, А. А. Парамонов - М. : Горячая линия - Телеком, 2011. - 120 с.
3. Ситников В.А. - Ростов н/Д : РАС ЮРГУЭС, 2009. - 196 с. Устройства приема и обработки сигналов : крат. текст лекций для студ. всех форм обучения МТФ по спец. "БРА" и "САСКТ".

сигнал.
Параметры ИМ сигнала.
Виды импульсной модуляции.
Спектр сигнала при импульсной модуляции.
Пример

линейчатого спектра.
Пример центральной части спектра периодической последовательности радиоимпульсов.

- длительность импульса; Т - период повторения импульсов; q=(Т–)/ -

скважность; f0 - частота несущей; Ри - мощность сигнала в импульсе; Рср=Ри(/Т) - средняя мощность сигнала; fcп - ширина спектра излучаемого сигнала; вид модуляции импульсов. Раскроем содержание последнего параметра. Импульсы, модулирующие несущую частотой f0, могут быть, в свою очередь, сами промодулированы.

(ШИМ),
время-импульсную модуляцию (ВИМ),
кодово-импульсную модуляцию (КИМ),
внутриимпульсную модуляцию

,
частотно-импульсную модуляцию,
фазово-импульсную модуляцию.

два этапа. На первом этапе определяется спектр периодичес- кой последовательности

импульсов, модулирующих несущую; на втором этапе - спектр промодулирова- нной импульсами несущей. При периодической последовательности прямоугольных импульсов спектр можно получить, разложив функцию в ряд Фурье. В результате получим для амплитуд состав- ляющих в этом спектре, следующих через интервалы =2/Т или F=1/Т:
 

где Е - амплитуда импульса; k- целое положительное число.
 

схема импульсного модулятора.
Особенность излучения импульсных радиопередатчиков.
Пример расчёта мощности источника электро-

питания импульсного радиопередатчика.
Классификация импульсных модуляторов.
Импульсный модулятор жёсткого типа с ёмкостным накопительным элементом.
Эквивалентная схема ИМ жёсткого типа с ёмкостным накопительным элементом.
Принцип действия ИМ мягкого типа с искусственной линией.

мощность - в десятки и даже сотни мега- ватт. Поскольку,

однако, эти импульсы излучаются с большой скважностью q, то, используя принцип накопления энергии паузе между импульсами, мощность первичного источника можно понизить в то же число q раз.
Мощность первичного источника постоянного тока:


где Р1имп - мощность СВЧ генератора в импульсе; г - КПД генератора.

в импульсе Р1имп=1 МВт, скважность q=1000, =50%.
Тогда, согласно формуле

требуемая мощность первичного источника постоянного тока: Р0=2 кВт.

типу накопительного элемента и виду коммутирующего устройства. Возможны три типа

накопительных элементов: ёмкостного, индуктивного и смешанного вида. Коммутирующие устройства подразделяются: на жёсткого типа (электровакуумные лампы и высоко- вольтные транзисторы) и мягкого типа (тиратроны и тиристоры - кремниевые управляемые вентили). В импульсных модуляторах жёсткого типа длитель- ность сформированного импульса определяется длительностью входного импульса. В импульсных модуляторах мягкого типа входной импульс опреде- ляет только начало формируемого импульса, дли- тельность которого определяется параметрами на- копительного элемента.

типа с ёмкостным накопительным элементом

- закрыт за счёт отрицательного напряжения, поданного на базу; протекает

процесс заряда высоковольтного конденсатора С по экспоненциальному закону:


где Тзар=(R1+R2)C - постоянная времени цепи заряда; Е0 - напряжение источника питания; t<Т - текущее время.
2-я фаза. По истечении времени Т - периода повторения импульсов - на вход схемы приходит импульс положительной полярности, открывающий транзисторный ключ, вследствие чего к СВЧ генератору прикладывается положительное напряжение Е0, до которого успел зарядиться конденсатор. Начинается разряд конденсатора через транзистор и СВЧ генератор по закону:


где Тр=(Rмод+Roг)C- постоянная времени цепи разряда, где Rмод, Roг - сопротивления ключа и генератора по постоянному току.
Время разряда определяется длительностью импульса , после чего ключ закрывается и вновь повторяется 1-я фаза процесса - заряд конденсатора.

формировании импульса прямоугольной формы с помощью длинной или искусственной линии.

Пусть линия длиной S с волновым сопротивлением  при разомкнутом ключе К заряжена до напряжения Е. После замыкания ключа на сопротивление нагрузки Rн= начнется разряд линии. При этом в линии образуется две волны, одна из которых с амплитудой Uн1=0,5Е со скоростью V начнется двигаться влево (1-я волна); другая волна той же амплитуды с той же скоростью (2-я волна) - вправо. Первая волна, достигнув сопротивления Rн=, будет им поглощена, образуя импульс амплитудой Uн1=0,5Е и длительностью 3=S/V.
Вторая волна, достигнув разомкнутого конца линии, полностью от него отразится, поскольку в этом случае коэффициент отражения Г=1. После отражения, начав двигаться влево, вторая волна, как и первая, достигнув с задержкой на время 3 сопротивления нагрузки Rн=, также будет им поглощена, вновь сформировав импульс амплитудой Uн1=0,5Е и длительностью 3. Таким образом, за счет обеих волн на нагрузке Rн= будет сформирован импульс амплитудой Uн1=0,5Е и длительностью =23=2S/V.

Структурная схема РПДУ ИМ и ЧМ с синхронизацией ИМ и

ЧМ.
4. Синхронизация процессов ИМ и ЧМ.
5. Выводы.

большой дальности применяют сжатие сигнала в радиоприемнике путем внутриимпульсной частотной

и фазовой модуляции излучаемого радиопередатчиком сигнала. Одним из таких способов внутриимпульсной модуляции является изменение частоты сигнала по линейному закону: ,
где дев - девиация частоты; Т - длительность линейного ЧМ (ЛЧМ) сигнала.
Параметр m=fдевТ, называемый базой сигнала, показывает, во сколько раз можно сжать по времени ЛЧМ сигнал на приемной стороне радиолинии по сравнению с передающей. Для ЛЧМ сигнала имеем:




т.е. фаза меняется по квадратичному закону.

ЧМ

следует синхронизи- ровать. В схеме ЛЧМ сигнал формируется по- средством

генератора пилообразного напря- жения, изменяющего частоту автогенератора по линейному закону. Стабилизация частоты автогенератора осуществляется устройством АПЧ. С помощью синхронизирующего устрой- ства изменение частоты автогенератора начи- нается в момент подачи импульса на СВЧ уси- литель мощности.

применяют сжатие сигнала в радиоприёмнике путём внутриимпульсной частотной и фазовой

модуляции излучаемо- го радиопередатчиком сигнала. Одним из таких способов внутриимпульсной модуля- ции является изменение частоты сигнала по линейному закону.