Для чего нужна модуляция колебаний

Модуляция колебаний

Полезное

Смотреть что такое «Модуляция колебаний» в других словарях:

МОДУЛЯЦИЯ КОЛЕБАНИЙ — медленное по сравнению с периодом колебаний изменение амплитуды, частоты или фазы колебаний по определ. закону. Соответственно различаются амплитудная, частотная и фазовая М. к. (рис. 1). Возможна и смешанная модуляция (напр., амплитудно фазовая) … Физическая энциклопедия

МОДУЛЯЦИЯ КОЛЕБАНИЙ — изменение амплитуды, частоты, фазы или др. характеристик колебаний по заданному закону, медленное по сравнению с периодом этих колебаний. Различают модуляцию колебаний амплитудную, частотную и фазовую. Модуляция колебаний используется для… … Большой Энциклопедический словарь

МОДУЛЯЦИЯ КОЛЕБАНИЙ — изменение разл. характеристик колебаний, медленное по сравнению с их периодом (см. Модулированные колебания). Физическая энциклопедия. В 5 ти томах. М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988 … Физическая энциклопедия

модуляция колебаний — изменение амплитуды, частоты, фазы или других характеристик колебаний по заданному закону, медленное по сравнению с периодом этих колебаний. Различают модуляцию колебаний амплитудную, частотную и фазовую. Модуляция колебаний используется для… … Энциклопедический словарь

МОДУЛЯЦИЯ КОЛЕБАНИЙ — изменение амплитуды, частоты, фазы или др. характеристик колебаний по заданному закону, медленное по сравнению с периодом этих колебаний. Различают М.к. амплитудную, частотную и фазовую. М. к. используется для передачи информации с помощью эл.… … Естествознание. Энциклопедический словарь

МОДУЛЯЦИЯ СВЕТА — (модуляция оптического излучения), изменение во времени по заданному закону амплитуды (интенсивности), частоты, фазы или поляризации колебаний оптического излучения. Применяется для передачи информации с помощью оптич. сигналов или для… … Физическая энциклопедия

Модуляция света — Модуляция колебаний электромагнитного излучения оптического диапазона (видимого света, ультрафиолетового и инфракрасного излучений). При М. с. изменяются амплитуда (и следовательно, интенсивность), фаза, частота или поляризация световых… … Большая советская энциклопедия

МОДУЛЯЦИЯ — (от лат. modulatio мерность, размеренность), изменение по заданному закону во времени параметров, характеризующих к. л. стационарный физ. процесс. Примеры М.: изменение по определ. закону амплитуды, частоты или фазы гармонич. колебания для… … Физическая энциклопедия

Модуляция (в физике) — Модуляция (от лат. modulatio мерность, размеренность) в физике и технике, изменение по заданному закону во времени величин, характеризующих какой либо регулярный процесс. М. вызывают внешним воздействием. Наибольшее практическое значение имеет М … Большая советская энциклопедия

МОДУЛЯЦИЯ — в физике изменение по заданному закону во времени величин, характеризующих какой либо регулярный физический процесс. Практическое значение имеет модуляция колебаний … Большой Энциклопедический словарь

Источник

Для чего нужна модуляция колебаний

Модуляция. Для осуществления радиотелефонной связи необходимо использовать высокочастотные колебания, интенсивно излучаемые антенной. Незатухающие гармонические колебания высокой частоты вырабатывает генератор, например генератор на транзисторе.

а) график колебаний высокой частоты, которую называют несущей частотой;

б) график колебаний звуковой частоты, т. е. модулирующих колебаний;

в) график модулированных по амплитуде колебаний.

Без модуляции мы в лучшем случае можем контролировать лишь, работает станция или молчит. Без модуляции нет ни телефонной, ни телевизионной передачи.

Модуляция — медленный процесс. Это такие изменения в высокочастотной колебательной системе, при которых она успевает совершить очень много высокочастотных колебаний, прежде чем их амплитуда изменится заметным образом.

Полученный в результате детектирования сигнал соответствует тому звуковому сигналу, который действовал на микрофон передатчика. После усиления колебания низкой частоты могут быть превращены в звук.

Источник

Теория радиоволн: аналоговая модуляция

Амплитудная модуляция

При амплитудной модуляции, огибающая амплитуд несущего колебания изменяется по закону, совпадающему с законом передаваемого сообщения. Частота и фаза несущего колебания при этом не меняется.

Одним из основных параметров АМ, является коэфициент модуляции(M).
Коэффициент модуляции — это отношение разности между максимальным и минимальным значениями амплитуд модулированного сигнала к сумме этих значений(%).
Проще говоря, этот коэффициент показывает, насколько сильно значение амплитуда несущего колебания в данный момент отклоняется от среднего значения.
При коэффициенте модуляции больше 1, возникает эффект перемодуляции, в результате чего происходит искажение сигнала.

Данный спектр свойственен для модулирующего колебания постоянной частоты.

На графике, по оси Х представлена частота, по оси У — амплитуда.
Для АМ, кроме амплитуды основной частоты, находящейся в центре, представлены также значения амплитуд справа и слева от частоты несущей. Это так называемые левая и правая боковые полосы. Они отнесены от частоты несущей на расстояние равное частоте модуляции.
Расстояние от левой до правой боковой полосы называют ширина спектра.
В нормальном случае, при коэффициенте модуляции

Источник

Модуляция и детектирование

Амплитудная модуляция высокочастотных колебаний требует применения специальных устройств. Чтобы создать этот эффект, придётся обеспечить воздействие высокочастотных затухающих колебаний на генератор. Для этого в цепь генератора включают вторичную обмотку трансформатора так, как это показано на рисунке ниже.

Если подать на первичную обмотку переменное напряжение звуковой частоты, то амплитуда колебаний силы тока будет изменяться аналогично переменам напряжения на транзисторе. Важно отметить, что эти колебания будут сконцентрированы в колебательном контуре генератора. Проще говоря, высокочастотные колебания будут меняться по амплитуде за счёт низкочастотного сигнала.

Существует специальное устройство, которое помогает визуализировать временную развёртку модулированных колебаний. Этот прибор называется осциллографом.

Как уже упоминалось ранее, помимо амплитудной модуляции используют и частотную модуляцию. Такой вид модуляции даже предпочтительнее из-за устойчивости к помехам.

Что такое детектирование

Приёмник может принять только модулированный высокочастотный сигнал, который провоцирует в нём идентичные колебания. Чтобы услышать такой сигнал, необходимо преобразовать высокочастотные колебания, то есть провести процедуру детектирования.

Процесс детектирования осуществляется прибором, который содержит элемент односторонней проводимости, т.е. детектор. Для этих целей часто используют полупроводниковый диод.

Теперь соберём установку на основе полупроводникового детектора. Последовательно с источником модулированных колебаний включим прибор в цепь. Подсоединим нагрузку.

Заметим, что направление тока будет одинаковым на всех участках. Это объясняется тем, что сопротивление диода по прямой траектории намного меньше, чем в обратном. Опустим факт существования двусторонней проводимости. Вольт-амперная характеристика диода выглядит как ломаная линия, которую можно визуально разделить на два отрезка.

Отметим, что ток в такой цепи будет непостоянным, т.е. он будет пульсирующим. Изменение силы тока можно представить в виде синусоидальных положительных волн.

Чтобы сгладить эту пульсацию, необходимо воспользоваться фильтром, который представляет собой конденсатор, прикреплённый к нагрузке.

Зачем нужен фильтр в детектировании

Зачем это нужно? Когда мы подаём ток на диод, то одна его часть проходит через нагрузку, а другая отдаляется в полость конденсатора, тем самым заряжая его. Такое разветвление тока уменьшает пульсации тока, которые пересекают нагрузку.

В то же время, когда через диод ток не проходит, конденсатор разряжается через сопротивление. Именно поэтому в промежутке между импульсами ток движется в одном направлении, который указан на рисунке стрелкой.

Каждый импульс – это своеобразный толчок, который влияет на заряд конденсатора. Благодаря совокупности импульсов через нагрузку проходит ток звуковой частоты, форма колебаний которого совпадает с низкочастотным сигналом на первичном устройстве.

Фильтр нужен для того, чтобы сглаживать высокочастотные импульсы для получения более плавной картины колебаний.

Простейший радиоприёмник: что это?

Простейший радиоприёмник представляет собой колебательный контур, который состоит из антенны, детектора, конденсатора и приёмника. Сначала в колебательном контуре генерируются модулированные колебания посредством радиоволны. Роль детектора выполняет полупроводниковый диод, который улавливает сигнал со всеми помехами. Для смягчения этих помех используется фильтр, который сглаживает пульсации. Далее через сопротивление сигнал поступает в динамик.

Если внимательно рассмотреть вышеприведённую схему детекторного радиоприёмника, то возникнет логичный вопрос: а откуда приёмник берёт энергию? Ответ прост: из этих же электромагнитных волн! То есть детекторный радиоприёмник не требует дополнительных источников питания.

Но что делать, если установку мы собрали, но звука так и не услышали? Скорее всего, дело в длине антенны. Если она слишком короткая, то и приёмный сигнал будет невелик. Точнее, энергия этого сигнала.

Источник

§ 53. Модуляция и детектирование

Амплитудная модуляция высокочастотных колебаний достигается специальным воздействием на генератор высокочастотных незатухающих колебаний. В частности, модуляцию можно осуществить, изменяя на колебательном контуре напряжение, создаваемое источником (см. § 36). Чем больше напряжение на контуре генератора, тем больше энергии поступает за период от источника в контур. Это приводит к увеличению амплитуды колебаний в контуре. При уменьшении напряжения энергия, поступающая в контур, также уменьшается. Поэтому уменьшается и амплитуда колебаний в контуре.

Если менять напряжение на контуре с частотой, много меньшей частоты колебаний, вырабатываемых генератором, то изменения амплитуды этих колебаний будут приближенно прямо пропорциональны изменениям напряжения. В самом простом устройстве для осуществления амплитудной модуляции включают последовательно с источником постоянного напряжения дополнительный источник переменного напряжения низкой частоты. Этим источником может быть, например, вторичная обмотка трансформатора, если по его первичной обмотке проходит ток звуковой частоты (рис. 7.10). В результате амплитуда колебаний в колебательном контуре генератора будет изменяться в такт с изменениями напряжения на транзисторе. Это и означает, что высокочастотные колебания модулируются по амплитуде низкочастотным сигналом.

Временную развертку модулированных колебаний можно непосредственно наблюдать на экране осциллографа, если подать на него напряжение с колебательного контура.

Кроме амплитудной модуляции, в некоторых случаях применяют частотную модуляцию — изменение частоты колебаний в соответствии с управляющим сигналом. Ее преимуществом является большая устойчивость по отношению к помехам.

Детектирование. Принятый приемником модулированный высокочастотный сигнал даже после усиления не способен непосредственно вызвать колебания мембраны телефона или рупора громкоговорителя со звуковой частотой. Он может вызвать только высокочастотные колебания, не воспринимаемые нашим ухом. Поэтому в приемнике необходимо сначала из высокочастотных модулированных колебаний выделить сигнал звуковой частоты, т. е. провести детектирование.

Детектирование осуществляется устройством, содержащим элемент с односторонней проводимостью — детектор. Таким элементом может быть полупроводниковый диод.

Рассмотрим принцип работы полупроводникового детектора. Пусть этот прибор включен в цепь последовательно с источником модулированных колебаний и нагрузкой (рис. 7.11). Ток в цепи будет идти преимущественно в одном направлении, отмеченном на рисунке стрелкой, так как сопротивление диода в прямом направлении много меньше, чем в обратном. Мы вообще можем пренебречь обратным током и считать, что диод обладает односторонней проводимостью. Вольт-амперную характеристику диода приближенно можно представить в виде ломаной, состоящей из двух прямолинейных отрезков (рис. 7.12).

В цепи (см. рис. 7.11) будет идти пульсирующий ток, график силы тока которого показан на рисунке 7.13. Этот пульсирующий ток сглаживается с помощью фильтра. Простейший фильтр представляет собой конденсатор, присоединенный к нагрузке (рис. 7.14).

Фильтр, работает так. В те моменты времени, когда диод пропускает ток, часть его проходит через нагрузку, а другая часть тока ответвляется в конденсатор, заряжая его (сплошные стрелки на рисунке 7.14). Разветвление тока уменьшает пульсации тока, проходящего через нагрузку. Зато в промежутке между импульсами, когда диод заперт, конденсатор частично разряжается через нагрузку. Поэтому в интервале между импульсами ток через нагрузку идет в ту же сторону (штриховые стрелки на рисунке 7.14). Каждый новый импульс подзаряжает конденсатор. В результате этого через нагрузку идет ток звуковой частоты, форма колебаний которого почти точно воспроизводит форму низкочастотного сигнала на передающей станции (рис. 7.15).

Более сложные фильтры сглаживают небольшие высокочастотные пульсации, и колебания звуковой частоты происходят более плавно, чем это изображено на рисунке 7.15.

Простейший радиоприемник. Простейший радиоприемник состоит из колебательного контура, связанного с антенной, и подключенной к нему цепи, состоящей из детектора, конденсатора и телефона (рис. 7.16). В колебательном контуре радиоволной возбуждаются модулированные колебания. Катушки телефонов выполняют роль нагрузки. Через них идет ток звуковой частоты. Небольшие пульсации высокой частоты не сказываются заметно на колебаниях мембраны и не воспринимаются на слух.

Модулировать можно амплитуду или частоту колебаний. Проще всего осуществляется амплитудная модуляция.

При детектировании переменный ток выпрямляется и высокочастотные пульсации сглаживаются фильтром.

Вопросы к параграфу

1. От чего зависит амплитуда автоколебаний в генераторе на транзисторе?

2. Как устроен простейший детекторный радиоприемник?

Источник