Modhnú Aimplitiúid i RF: Teoiric, Fearann ​​Ama, Fearann ​​Minicíochta

"Is é minicíocht raidió (RF) an ráta ascalaithe de shruth nó voltas leictreach ailtéarnach nó de réimse maighnéadach, leictreach nó leictreamaighnéadach nó córas meicniúil sa raon minicíochta ó thart ar 20 kHz go timpeall 300 GHz. ----- FMUSER"

Ábhar

● Modhnú Minicíocht Raidió
● An Math
● An Fearann ​​Ama

● An Fearann ​​Minicíochta
● Minicíochtaí Diúltacha

● Achoimre

Modhnú Minicíocht Raidió
Faigh amach faoin mbealach is simplí le faisnéis a ionchódú i tonnform iompróra.

Chonaiceamar nach bhfuil i modhnú RF ach modhnú d'aon ghnó ar aimplitiúid, minicíocht nó céim chomhartha iompróra sinusóidigh. Déantar an modhnú seo de réir scéime ar leith a chuireann an tarchuradóir i bhfeidhm agus a thuigeann an glacadóir. Déanann modhnú aimplitiúid - ar ndóigh bunús an téarma “raidió AM” - aimplitiúid an iompróra de réir luach mheandarach an chomhartha bonnbhanda.

An Math
Tá an caidreamh matamaiticiúil maidir le modhnú aimplitiúid simplí agus iomasach: iolraíonn tú an t-iompróir leis an gcomhartha bonnbhanda. Ní athraítear minicíocht an iompróra féin, ach athróidh an aimplitiúid i gcónaí de réir luach an bhanda bonn. (Mar a fheicfimid níos déanaí, áfach, tugann na héagsúlachtaí aimplitiúid tréithe minicíochta nua isteach.) Is é an mionsonra caolchúiseach amháin anseo an gá atá leis an gcomhartha bonnbhanda a athrú; phléamar é seo ar an leathanach roimhe seo. Má tá tonnform bonnbhanda againn a athraíonn idir –1 agus +1, is féidir an gaol matamaiticiúil a chur in iúl mar seo a leanas:

Féach freisin: >>Cad é an Difríocht idir Raidió AM agus FM?

i gcás gurb é xAM an tonnform modhnaithe aimplitiúid, is é xC an t-iompróir, agus is é xBB an comhartha banda bonn. Is féidir linn é seo a thógáil céim eile má mheasann muid gur sinusóideach gan stad, aimplitiúid tairiseach, minicíocht sheasta é an t-iompróir. Má ghlacaimid leis gurb é 1 aimplitiúid an iompróra, is féidir linn sin (ωCt) a chur in ionad xC.

Go dtí seo chomh maith, ach tá fadhb amháin leis an gcaidreamh seo: níl aon smacht agat ar “dhéine” an mhodhnú. Is é sin le rá, socraítear an caidreamh bonn-athrú-go-iompróir-aimplitiúid-athrú. 

Ní féidir linn, mar shampla, an córas a dhearadh sa chaoi is go gcruthóidh athrú beag ar luach an bhanda bonn athrú mór ar aimplitiúid an iompróra. Chun aghaidh a thabhairt ar an teorannú seo, tugtar isteach m, ar a dtugtar an t-innéacs modúlachta.

Féach freisin: >>Conas Torann ar AM agus FM Glacadóir a Deireadh 

Anois, trí m éagsúil, is féidir linn déine éifeacht an chomhartha bonnbhanda ar aimplitiúid an iompróra a rialú. Tabhair faoi deara, áfach, go ndéantar m a iolrú faoin gcomhartha bunbhanda bunaidh, ní an banda bonn aistrithe. 

Mar sin, má shíneann xBB ó –1 go +1, cuirfidh aon luach m níos mó ná 1 faoi deara (1 + mxBB) síneadh isteach sa chuid dhiúltach den y-ais - ach seo go díreach a bhí muid ag iarraidh a sheachaint trí aistriú os a chionn sa chéad áit. Mar sin cuimhnigh, má úsáidtear innéacs modúlachta, caithfear an comhartha a aistriú bunaithe ar aimplitiúid uasta mxBB, ní xBB.

An Fearann ​​Ama
D’fhéachamar ar thonnta fearainn AM ar an leathanach roimhe seo. Seo an plota deiridh (baseband i dearg, tonnform AM i gorm):

Anois déanaimis féachaint ar éifeacht an innéacs modhnóireachta. Seo plota den chineál céanna, ach an uair seo bhog mé an comhartha baseband trí 3 a chur in ionad 1 (is é an raon bunaidh fós –1 go +1).

Anois ionchorpróimid innéacs modhnóireachta. Tá an plota seo a leanas le m = 3.

Tá aimplitiúid an iompróra “níos íogaire” anois maidir le luach éagsúil an chomhartha bonnbhanda. Ní théann an banda bonn aistrithe isteach sa chuid dhiúltach den y-ais mar roghnaigh mé an fritháireamh DC de réir an innéacs modhnóireachta.

D’fhéadfá a bheith ag smaoineamh faoi rud éigin: Conas is féidir linn an fritháireamh DC ceart a roghnú gan tréithe aimplitiúid cruinn an chomhartha bonnbhanda a bheith ar eolas againn? Is é sin le rá, conas is féidir linn a chinntiú go síneann luascán diúltach tonnform an bhanda bonn go nialas? 

Freagra: Ní gá duit. Is tonnfhoirmeacha AM atá chomh bailí iad an dá phlota roimhe seo; aistrítear an comhartha baseband go dílis sa dá chás. Is furasta toilleoir sraithe aon fhritháireamh DC a fhanfaidh tar éis dí-uiscithe a bhaint. (Clúdóidh an chéad chaibidil eile dí-uisciú.)

Féach freisin: >>Cad é an difríocht idir AM agus FM?

An Fearann ​​Minicíochta
Mar a phléamar roimhe seo, baineann forbairt RF úsáid fhorleathan as anailís minicíochta-fearainn. Is féidir linn comhartha modhnaithe fíor-saoil a iniúchadh agus a mheas trína thomhas le hanailíseoir speictrim, ach ciallaíonn sé sin go gcaithfimid a fháil amach cén chuma ar chóir a bheith ar an speictream.

Tosaímid le hionadaíocht fearainn minicíochta comhartha iompróra:

Is é seo go díreach a bhfuil súil againn leis an iompróir neamh-mhodhnuithe: spíce amháin ag 10 MHz. Anois, déanaimis féachaint ar speictream comhartha a chruthaítear trí aimplitiúid ag modhnú an iompróra le sinusoid 1 MHz minicíochta tairiseach.

Anseo feiceann tú na tréithe caighdeánacha atá ag tonnform modhnaithe aimplitiúid: aistríodh an comhartha bonnbhanda de réir mhinicíocht an iompróra. 

Féach freisin: >>RF Scagaire Buneolas Teagaisc 

D’fhéadfá smaoineamh air seo freisin mar “na minicíochtaí bonnbhanda a chur leis an gcomhartha iompróra, agus is é sin go deimhin atá á dhéanamh againn nuair a úsáidimid modhnú aimplitiúid - fanann minicíocht an iompróra, mar a fheiceann tú sna tonnfhoirmeacha fearann-ama, ach an is éard atá in éagsúlachtaí aimplitiúid ábhar minicíochta nua a fhreagraíonn do shaintréithe speictrim an chomhartha bonnbhanda.

Má fhéachaimid níos dlúithe ar an speictream modúlach, is féidir linn a fheiceáil go bhfuil an dá bhuaic nua 1 MHz (ie minicíocht an bhanda bonn) thuas agus 1 MHz faoi bhun mhinicíocht an iompróra:

(Sa chás go bhfuil tú ag déanamh iontais, is déantúsán den phróiseas ríofa an neamhshiméadracht; gineadh na ceapacha seo trí úsáid a bhaint as fíor-shonraí, le réiteach teoranta. Bheadh ​​speictream idéalaithe siméadrach.)

>>Ar ais go dtí an barr

Minicíochtaí Diúltacha
Mar achoimre, ansin, aistríonn modhnú aimplitiúid an speictream banda go banda minicíochta atá dírithe ar mhinicíocht an iompróra. Ní mór dúinn rud éigin a mhíniú, áfach: Cén fáth go bhfuil dhá bhuaic ann - ceann ag minicíocht an iompróra móide minicíocht an bhanda bonn, agus ceann eile ag minicíocht an iompróra lúide minicíocht an bhanda bonn? 

Éiríonn an freagra soiléir mura cuimhin linn ach go bhfuil speictream Fourier siméadrach maidir leis an y-ais; cé nach dtaispeánann muid ach na minicíochtaí dearfacha go minic, bíonn minicíochtaí diúltacha comhfhreagracha sa chuid dhiúltach den x-ais. 

Is furasta neamhaird a dhéanamh ar na minicíochtaí diúltacha seo agus muid ag déileáil leis an speictream bunaidh, ach tá sé riachtanach na minicíochtaí diúltacha a chur san áireamh agus muid ag aistriú an speictrim.

Ba chóir go léireodh an léaráid seo a leanas an cás seo.

Mar a fheiceann tú, tá an speictream banda bonn agus speictream an iompróra siméadrach maidir leis an ais-y. Maidir leis an gcomhartha bonnbhanda, bíonn speictream ann a shíneann go leanúnach ón gcuid dhearfach den x-ais go dtí an chuid dhiúltach; don iompróir, níl againn ach dhá spíc, ceann ag + ωC agus ceann ag –ωC. Agus tá speictream AM siméadrach, arís: tá an speictream banda aistrithe aistrithe le feiceáil sa chuid dhearfach agus sa chuid dhiúltach den x-ais.

>>Ar ais go dtí anp

Agus seo rud amháin eile le coinneáil i gcuimhne: is é modhnú aimplitiúid is cúis leis an mbandaleithead a mhéadú faoi fhachtóir 2. Tomhaiseann muid bandaleithead gan ach na minicíochtaí dearfacha a úsáid, mar sin níl sa bandaleithead banda ach BWBB (féach an léaráid thíos). Ach tar éis an speictream iomlán a aistriú (minicíochtaí dearfacha agus diúltacha), éiríonn na minicíochtaí bunaidh go léir dearfach, sa chaoi is gurb é 2BWBB an bandaleithead modhnaithe.

Achoimre
* Freagraíonn modhnú aimplitiúid don iompróir a iolrú faoin gcomhartha bonnbhanda aistrithe.

* Is féidir an t-innéacs modúlachta a úsáid chun aimplitiúid an iompróra a dhéanamh níos íogaire (nó níos lú) maidir leis na héagsúlachtaí i luach an chomhartha bonnbhanda.

* Sa réimse minicíochta, comhfhreagraíonn modhnú aimplitiúid don speictream banda a aistriú go banda timpeall ar mhinicíocht an iompróra.

* Toisc go bhfuil an speictream banda siméadrach maidir leis an y-ais, tá méadú fachtóir-2 ar an mbandaleithead mar thoradh ar an aistriúchán minicíochta seo.

>>Ar ais go dtí anp

Fág nóta 

Liosta Teachtaireachtaí