Мелкие вопросы по теории

[tapatapa]

Привет. Возник вопрос по ходу чтения книги "Юный радиолюбитель" Борисова.
Начну издалека..Есть у нас радиопередатчик с амплитудной модуляцией. Т.е. у нас есть некая несущая, высокочастотная частота и есть информационный, низкочастотный(звуковой) сигнал. В результате модуляции изменяется амплитуда колебаний несущего сигнала в зависимости от изменения звукового сигнала. Тут пока понятно. Далее у нас есть приёмник состоящий из
1) Колебательный контур, который выделяет нужную нам частоту(высокочастотную)
2) Детектор(диод) - преобразует переменный ток в пульсирующий,т.е. выпрямляет сигнал. Тут автор пишет, что если провести линию поверх всех пульсаций, то мы получим "рисунок звукового сигнала".
3) Головные телефоны - выделяет и воспроизводит звуковой сигнал, который мы можем слышать
4) Конденсатор включенный в параллель с телефонами. И вот здесь автор говорит, что конденсатор плохо пропускает низкочастотную составляющую сигнала и хорошо высокочастотную. А телефоны в свою очередь плохо пропускают высокочастотную составляющую, и хорошо низкочастотную..
Так вот. Мне не понятно как в одном сигнале с постоянной(!) частотой могут быть сигналы с разными частотами..Может тут имеется ввиду тот самый "рисунок звукового сигнала" - это низкочастотный сигнал,а пульсации несущего сигнала - высокочастотный? Но ведь конденсатор не рисует "рисунки звукового сигнала", а "режет" сигнал какой-то конкретной частоты, которая здесь одна?

[mickbell]

А где тут сигнал с одной частотой? Нет такого. Несущая, пока она не модулирована, действительно содержит одну частоту. Но как только её модулируют низкочастотным сигналом, так сразу частот становится гораздо больше одной. Пример. Пусть несущая частота будет, скажем, 1260 кГц (на ДВ, СВ сетка частот с шагом 9 кГц - обратите внимание на этот факт! Не зря так сделано.) Если её промодулировать писком - синусом частотой 1000 Гц, то одна несущая частота превращается сразу в три: 1259, 1260 и 1261 кГц. (Это можно строго доказать, в принципе, школьных знаний математики и физики хватит, но я этим заниматься здесь не буду, ибо лень. Если есть желание разобраться, гуглите.) Если синус будет частотой 2 кГц, то излучается 1258, 1260 и 1262 кГц. Если же модулировать несущую реальным звуковым сигналом, то частот таких становится много. Все они кучкуются вокруг несущей, а чтобы они не мешали приёму на соседних частотах, чтобы кучковались поближе к несущей, спектр модулирующих частот ограничен. И тот шаг 9 кГц - он, грубо говоря, для того, чтобы не пересекались спектры сигналов в соседних каналах.
Что касается конденсатора после детектора - строго говоря, не сильно он и нужен.

[oleg63m]

так чего же непонятно. после модуляции сигнал приобретает изменяемую во времени амплитуду. когда сигнал проходит детектор, одна его полуволна обрезается, остается изменяемая по уровню постоянка, заполненная высокочастотными полуволнами.
если после детектора поставить конденсатор, не большой емкости, но достаточной чтобы конденсаторуспевал перезряжаться на частоте модуляции, но не успевал на частоте несущей, мы будем фильтровать высокочастотные клебания(так как конденсатор будет заряжаться от этих вч импульсов и не успевать разрядиться возникнет постоянная составляющая, изменяющаяся синхронно с нч огибающей) при подключении параллельно нагрузки в виде телефона, или резистора в нагрузке появится ток, изменяюшийся в такт огибающей. если конденсатор будет слишком большой, низкочастотный сигнал тоже перестанет успевать перезаряжать кондер, на выходе получим постоянное напряжение а нагрузке соответственно и постянный ток

блин, за профессорами фиг поспеешь

[tapatapa]

Если её промодулировать писком - синусом частотой 1000 Гц, то одна несущая частота превращается сразу в три: 1259, 1260 и 1261 кГц.

Немного запутал Ваш комментарий Может это применимо для частотной модуляции? Или имелось ввиду, что сигнал "огибающий" пульсации несущего сигнала будет иметь частоту 1259 - 1261 Гц?

mickbell, oleg63m Спасибо, кажется начинает доходить.

[ПТУ-шник]

[uquote="rl55",url="/forum/viewtopic.php?p=3155365#p3155365"]И что это всех так в розетку тянет?
Если на искаженную сетевую синусоиду посмотреть - так и на 6-ти вольтовой обмотке её форму можно увидеть...
А напряжение в сети и вольтметром можно измерить.[/uquote]
Паял регулятор паяльника. Он не заработал, и решил полазить там осциллографом. Развязки там никакой нет.

А вот после сразу после диодного моста мерить можно? Ничего там на осцилографе не погорит?

[mickbell]

[uquote="tapatapa",url="/forum/viewtopic.php?p=3155822#p3155822"]

Если её промодулировать писком - синусом частотой 1000 Гц, то одна несущая частота превращается сразу в три: 1259, 1260 и 1261 кГц.

Немного запутал Ваш комментарий [/uquote]Я знаю. Сначала это непривычно: как же так? частота одна, откуда там три? Точно так же когда-то не признавали наличия боковых полос у амплитудно-модулированного сигнала и люди, серьёзно занимавшиеся радиотехникой. Кто-то придумал простой и остроумный опыт, доказывающий наличие боковых полос. Опишу его. Если есть возможность, попробуйте повторить. Понадобится язычковый частотомер на диапазон, скажем, 40 - 60 Гц, или 45 - 55, короче, какой удастся найти, и ключ типа телеграфного. Собирается цепь: питание, ключ, частотомер. Пока ключ отжат, частотомер, понятно, не показывает ничего, пока нажат - показывает 50 Гц. А вот если ключ давить меандром, скажем, с частотой 2 Гц? А тогда начинают колебаться язычки, соответствующие 48 и 52 герцам. Сам я этого не видел, но, думаю, что должно быть именно так.
[uquote="tapatapa",url="/forum/viewtopic.php?p=3155822#p3155822"]Может это применимо для частотной модуляции?[/uquote]С частотной модуляцией всё намного сложнее, и спектр шире. Даже при узкополосной ЧМ, которая применяется в радиосвязи. В вещании применяется широкополосная ЧМ, и вот там совсем печально. Сетка для вещания с ЧМ обычно 100 кГц. Конечно, там шире диапазон модулирующих частот, да ещё и стереосигнал передавать надо.
[uquote="tapatapa",url="/forum/viewtopic.php?p=3155822#p3155822"]Или имелось ввиду, что сигнал "огибающий" пульсации несущего сигнала будет иметь частоту 1259 - 1261 Гц?[/uquote]Нет. Как таковой огибающей не существует, это просто условная линия, которую обычно рисуют пунктиром. Когда я говорю о трёх частотах, я имею в виду именно спектр излучаемого в эфир сигнала.
Кстати, ещё один неочевидный момент. Теоретически (да и практически удавалось, с некими ухищрениями) можно сделать крайне узкополосный фильтр, настроенный точно на несущую. Если попробовать принять сигнал приёмником с таким фильтром, то он вообще не сможет продетектироваться. Это в идеале, разумеется, на практике чуть-чуть модуляции всё-таки остаётся, ибо нет ничего идеального.

[tapatapa]

mickbell , Спасибо!

[сэм53]

если ключ давить меандром , вы получите те же 50 и 2 Гц, но не 48 и52. Нужен перемножитель (нелинейный элемент)

[mickbell]

Ключ, манипулятор - такой же перемножитель, как и модулятор. Только умножает он на 0 и на 1. На самом деле кроме "палок" 48 и 52 Гц будут менее интенсивные 44 и 56 Гц, 40 и 60 Гц. Короче, все нечётные гармоники меандра повылазят (хотя наверняка их ещё разглядеть надо будет ухитриться). Разумеется, "палка" 50 Гц тоже останется.

[сэм53]

Модулятор -это общее название блока с его функцией. Перемножитель-это математическое действие с сигналами. Ключ-это просто прерыватель сигнала.

[mickbell]

Ну чего спорить-то зря? Возьмите обычнейший К174ПС1, подайте на один вход синус, на другой меандр, выход - на осциллограф со спектрометром. Что увидите, а? А потом замените ПС1 на ключ, и сделайте то же самое. И увидите то же самое.

PS. ВСПОМНИЛ!!!! Ну как я мог забыть... Есть у меня на работе плата STM DISCOVERY с STM32F429-м, кажется, на борту, и с графическим индюкатором, под неё какой-то немец сделал проект "осциллограф". Я его, разумеется, опробовал. Там спектрометр есть. Частотка, конечно, так себе, но 50 герц наводки показывает очень даже. В том числе и в режиме спектроскопа. А потом я начал этой наводкой во вход ему тыкать. Разумеется, увидел боковые полосы. Именно там, где им надлежит быть в теории. Думаю, это можно проделать с любым современным осциллографом.

PPS. В случае с ПС1 есть нюанс: поскольку этот модулятор балансный, то палка несущей может совсем пропасть. Ну да это в данном случае несущественно, не об этом тут разговор.

[El-Eng]

Если её промодулировать писком - синусом частотой 1000 Гц, то одна несущая частота превращается сразу в три: 1259, 1260 и 1261 кГц. (Это можно строго доказать, в принципе, школьных знаний математики и физики хватит...)

Школьной математики вполне хватит, чтобы на базовом уровне понять, как это происходит. Пусть есть два сигнала единичной амплитуды sin(At) и sin(Bt), где A и B - круговые частоты, причем A>>B (A - несущая, B - НЧ сигнал). Амплитудная модуляция будет просто перемножением этих двух сигналов: sin(At)*sin(Bt). Далее просто распишем произведение двух синусов по школьной формуле: sin(At)*sin(Bt)=0.5*(cos((A-B)t)-cos((A+B)t)). Мы получили сумму (алгебраическую) двух сигналов с частотами A-B и A+B (одна ниже несущей, а другая - выше). В реале, из-за неидеальности модулятора, на выходе будет присутствовать и сама несущая A. Осталось вспомнить, что любой сигнал - это набор синусоид в определенной спектральной полосе, поэтому, после модуляции, в окрестностях несущей образуются две полосы спектра НЧ сигнала.

[mickbell]

Я позволю себе напомнить, что АМ есть перемножение sin(At) и (1+sin(Bt)), то есть модуляция осуществляется без подавления несущей. В этом случае математика получается немного более громоздкая, но всё равно доступная школьнику.

[El-Eng]

Да, точно.
Тогда, вообще, все шикарно: sin(At)*(1+sin(Bt)) = sin(At)+sin(At)*sin(Bt)=sin(At)+0.5*(cos((A-B)t)-cos((A+B)t)).

[mickbell]

Вот ведь не лениво Вам...

[сэм53]

Как вы лихо перескочили с ключа на перемножитель ПС1 (Жириновский рядом не стоял) , можно просто диод взять в нелинейной области.

[mickbell]

ПС1 - только для примера, что можно модулировать и меандром. Потом - обратите внимание! - я его советую заменить ключом.
Да вообще достаточно одного только осциллографа. Попробуйте и убедитесь.

Ну ещё можете погуглить про ключевые смесители.

[сэм53]

Сначала вы попробуйте и разубедитесь..... Вы даже ,как сами признались с ключем и "язычковым частотомером"и не пробовали, а совет категоричный дали

[mickbell]

Читайте внимательно. Я-то как раз пробовал - не с язычковым частотомером, но с осциллографом в режиме показа спектра. Увидел 50 Гц пик и примыкающий лес пиков рядом.

Ещё раз попробовал, на сей раз с настоящим осциллографом, Tectronix TDS2024. То же самое. Чем быстрее "ключую" помеху, тем шире просвет между палками.

[El-Eng]

На самом деле кроме "палок" 48 и 52 Гц будут менее интенсивные 44 и 56 Гц, 40 и 60 Гц. Короче, все нечётные гармоники меандра повылазят (хотя наверняка их ещё разглядеть надо будет ухитриться). Разумеется, "палка" 50 Гц тоже останется.

Это прекрасно видно и на PSPICE модели процесса.

Спойлер

FFT.png

(3.8 КБ) 73 скачивания