Рис. 3.2. Структурная схема преобразователя частоты

Принципиально для преобразования частоты сигнала необ­ходим либо нелинейный элемент, либо элемент с переменным параметром. На этот элемент подают колебания от вспомога­тельного источника, называемого гетеродином. В связи с этим нелинейный элемент, преобразующий частоту принимаемого сигнала с помощью гетеродина, называют смесителем. В состав преобразователя частоты входит также резонансная нагрузка, с помощью которой осуществляется селекция составляющих сиг­нала с промежуточной частотой. В качестве такой нагрузки наиболее часто используют полосовой фильтр. Структурная схема преобразователя изображена на рис. 3.2.

4. Структурная схема передатчика включает (рис. 4):

Рис. 4. Структурная схема передатчика

АМ—амплитудный модулятор; УНЧ—усилитель низкой частоты; МкУ—микрофонный усилитель; ГВЧ—генератор высокой частоты; УМ—усилитель мощности; А—антенна; Кл—ключ для переключения в телеграфный режим.

Режимы работы связной PC:

амплитудная модуляция (AM);

однополосная модуляция (ОМ) с частично подавленной несущей; амплитудная манипуляция (AT);

частотная манипуляция (ЧТ).

Амплитуда модулирующего сигнала при AM модуляции

Uмод = Um cos 2πFt,

где Um — значение амплитуды сигнала; F — частота колебаний; t — время.

Колебания несущей (модулируемой) частоты изменяются по закону

U = Um (t) cos2nfн t, (1)

где Um — значение амплитуды; fн — значение несущей частоты.

В процессе AM амплитуда несущей частоты изменяется по закону

Um(t)=Um0 + ΔUmcos2πFt, (2)

где U т0 —амплитуда немодулированного колебания; ΔUm= Kа.м Umмод (здесь Kа.м – коэффициент передачи модуляционного устройства).

Подставляя Um(t) из выражения (2) в формулу (1), получим

U = Um0 [cos2πfнt + m/2cos2π(fн – F)t + m/2cos2π(fн + F)t],

где m= ΔUm/Um0 — коэффициент амплитудной модуляции.

Спектр AM колебаний при гармоническом модулирующем сигнале (рис. 5) состоит из трех составляющих: несущей частоты fн, нижней боко­вой частоты (fн — F) и верхней боковой частоты (fн + F). Амплитуды состав­ляющих зависят от коэффициента модуляции т. Если амплитуда Um0 не­известна, то коэффициент модуляции

m=(Umax - Umin)/(Umax + Umin).

Модулирующий сигнал сложный и содержит составляющие с частотами от Fmin до Fmax . Каждой из них соответствует своя составляющая нижней и верхней боковых частот модулированного колебания. Спектр AM колебаний содержит две боковые полосы частот. Следовательно, ширина спектра сигнала в канале радиосвязи Δf в 2 раза больше, чем ширина спектра модулирующего сигнала.

Однополосная модуляция с подавленной несущей (ОМ) путем фильтрации АМ-сигнала формирует однополосный сигнал (фильтры передающего трак­та не пропускают несущую и одну боковую полосу). Полезная информация при этом не теряется, так как нижняя и верхняя боковые полосы абсолютно идентичны, а несущая частота информации не несет. Несущая частота нужна при приемке для восстановления АМ-сигнала для последующего детектиро­вания. Наибольший энергетический выигрыш дает полное исключение несу­щей частоты и одной боковой полосы. Переход на однополосную работу рав­носилен 16-кратному выигрышу по мощности.

Режим однополосной модуляции с частично подавленной несущей реа­лизуется путем отфильтровывания одной боковой полосы и частичного умень­шения амплитуды несущей.

Рис. 5. Эпюры модулирующего синусоидального напряжения

Разновидность амплитудной модуляции — амплитудная телеграфная AT) манипуляция Сигнал передается в виде азбуки Морзе (точки и тире).

Частотная манипуляция (ЧТ) реализуется путем передачи сигнала азбу­кой Морзе, когда «точке» соответствует одна частота колебаний, а «тире» дру­гая частота.