102 Вопрос

Угловая модуляция.

Общим выражением мгновенного значения радиосигнала является U(t)=Um(t)*sinϕ(t), где Um – амплитуда, ϕ – фаза.

Если амплитуда постоянная, а фаза изменяется во времени соответственно изменению управляющего сигнала, то модуляция называется угловой. Последняя в свою очередь делится на фазовую и частотную. Фазовой называется такая модуляция, при которой приращение фазового угла пропорционально приращению управляющего сигнала. Частотной называется модуляция, при которой приращение управляющего сигнала вызывает пропорциональное приращение частоты радиосигнала. Оба вида угловой модуляции взаимно связаны. Если фаза колебания в некоторый момент времени t имеет значение ϕ(t), то мгновенное значение угловой частоты равно ω(t)=dϕ(t)/dt, а при мгновенной частоте ω(t) фаза колебания ϕ(t) изменится на величину 0St ω(t)d(t).

Первое выражение показывает что закон изменения фазы колебания определяет его частоту. Из выражения 2 видно, что всякое измнение частоты колебания влияет на закон изменения его фазы. Но если управляющий сигнал гармонический, то существенного различия между частотной и фазовой модуляциями нет.

При синусоидальном изменении частоты закон изменения фазы косинусоидальноый и наоборот. В случае сложного гармонического сигнала различие между ЧМ и ФМ значительные и обычно ЧМ предпочтительнее.

Вопрос 105

Генерирование автоколебаний.

Автоколебательными устройствами называют устройства, которые не получая внешнего возбуждения преобразуют энергию источника постоянного тока в энергию колебаний. В радиотехнике такие устройства называются генераторами с самовозбуждением или автогенераторами, а получаемые в них колебания называют автоколебаниями.

Автогенераторы разделяются на генераторы гармонических колебаний и генераторы релаксационных колебаний.

Автогенератор состоит из нелинейного усилителя и цепи положительной обратной связи. Усилитель, используя энергию источника питания, сообщает автоколебаниям необходимую мощность. Цепь обратной связи обеспечивает автоматическое подвозбуждение усилителя.

В момент включения источника питания 1 появляется анодный ток, который вызывает колебания в системе. Если бы трансформатора 4 небыло, эти колебания оказались бы свободными и вскоре прекратились бы в следствии потерь энергии на активном сопротивлении 3r. При наличии обратной связи контурный ток индуцирует в катушки связи 4 напряжение, которое подаётся на управляющую сетку лампы и изменяет анодный ток. Амплитуда и фаза должны быть такими, чтобы мощность, вводимая в контур была больше мощности потерь. Тогда амплитуда контурного тока, а с ней и напряжение возбуждения возрастуют. Мощность, приобретаемая контуром, увеличивается. То есть происходит самовозбуждение генератора. Если допустить что лампа неизменно работает в линейном режиме, то получится что амплитуда автоколебаний становится бесконечно большой. Это физически невозможно не только в следствии неизбежного разрушения деталей генератора, но и потому, что с ростом амплитуды колебаний средняя крутизна характеристики анодного тока уменьшается. В результате рост первой гармоники анодного тока настолько замедляется, что энергия подводимая к контуру из анодной цепи и энергия потерь в контуре уравнивается.

К условиям стационарности и самовозбуждения следует ещё прибавить условие устойчивости генератора, означающее, что всякое нарушение стационарности должно автоматически устраняться самим генератором.