Разработка передающего устройства системы беспроводного удаленного доступа
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
?нок 15,а). Колебательная система здесь образована кварцевой пластиной, играющей роль индуктивности и конденсаторами C1, C2. Резисторы R1, R2 образуют делитель напряжения для подачи постоянного смещения на базу, Rсм - резистор автосмещения, конденсатор Сбл2 - блокировочный. Источник питания En блокируется от токов высокой частоты емкостью Сбл1 и сопротивления Rбл. Конденсатор Ссв обеспечивает оптимальную связь с нагрузкой. Поскольку в рассматриваемой схеме нет корректирующей цепочки, для исключения влияния инерционности транзистора на стабильность частоты следует выбирать транзистор, у которого , где - частота генерации.
На рисунке 16,б изображена схема транзисторного автогенератора, предназначенного для возбуждения колебаний на механической гармонике кварца, соответствующая рисунку 15,б. Точная настройка на требуемую частоту осуществляется с помощью подстроечного конденсатора СЗ. Для упрощения конструкции, при использовании подстроечного конденсатора с заземленным корпусом, коллектор транзистора по высокой частоте имеет нулевой потенциал относительно земли. При этом исключается необходимость применения блокировочного сопротивления или индуктивности в цепи питания.
Колебательная система, образованная кварцем, емкости CI-C3 и индуктивностью L, препятствует возбуждению колебаний на более низких механических гармониках кварца. Цепочка Rкор, Скор - корректирующая.
Рассмотренные схемы кварцевых автогенераторов на транзисторах являются типичными и позволяют получить высокую стабильность частоты.
.5 Кварцевые автогенераторы на интегральных микросхемах
В настоящее время находят широкое применение кварцевые автогенераторы на интегральных микросхемах (ИМСх). Они могут быть построены на основе емкостной трехточечной схемы с кварцевым резонатором (рисунок 15,а) - для генерации на основной частоте либо для генерации на механических гармониках. Достоинством емкостной схемы является минимальное число индуктивностей. В качестве автогенераторов могут быть применены универсальные микросхемы. Например, на рисунке 17 представлена электрическая схема генератора на гибридной линейно-импульсной микросхеме К2УС249. Схема автогенератора почти такая же, как и на рисунке 16,а но при изготовлении она менее трудоемкая, поскольку здесь меньше дискретных элементов. Еще больше снижаются габариты и упрощается монтаж при изготовлении в виде микросхемы всего автогенератора, за исключением кварцевого резонатора.
Наибольшая плотность компоновки достигается, выполняя автогенератор на кварцевой подложке [3], совмещая кварцевый резонатор с другими элементами. Например, при размере кварцевой пластины 16x12x0,208 с использованием бескорпусного транзистора КТ 2325А получен автогенератор с частотой колебаний 8 МГц.
Рисунок 17 - Принципиальная электрическая схема кварцевого автогенератора на ИС
.6 Методы управления несущим высокочастотным сигналом
.6.1 Амплитудная модуляция
Структурная схема модулятора изображена на рисунке 18. Преобразование спектра, которое происходит при модуляции, возможно в нелинейных системах либо в линейных системах с переменными параметрами. Последние обычно реализуются с помощью нелинейных элементов (НЭ), поэтому в состав модулятора, как правило, входит НЭ.
Рисунок 18 - Структурная схема модулятора
В качестве нелинейного элемента используются полупроводниковые диоды и транзисторы. Согласующие цепи модулятора предназначены для наиболее полной передачи мощностей от источников к НЭ и выходной мощности в нагрузку. Кроме того, входная и выходная согласующие цепи несущей частоты обеспечивают оптимальный режим работы НЭ.
При амплитудной модуляции (AM) амплитуда несущих колебаний изменяется по закону модулирующего сигнала. Обычно сигнал имеет сложный спектр, однако в пределах допустимой погрешности принимают модулирующий сигнал гармоническим
, где - амплитуда сигнала; (9)
где - круговая частота.
Выражение мгновенного значения несущих колебаний имеет вид:
(10)
где - мгновенное напряжение несущей частоты ;
UН - амплитуда несущих колебаний;
m - коэффициент модуляции.
Тогда амплитудная модуляция сигнала представлена выражением (11).
(11)
Для исключения искажения передаваемого сигнала должно быть выполнено условие 0< m < 1. На рисунке 19 представлены временные зависимости АМ-колебаний.
Как следует из (11), максимальная и минимальная амплитуды несущих колебаний могут быть рассчитаны следующим образом:
откуда
.
Спектр АМ сигнала при модуляции гармоническим сигналом (9) представлен на рисунке 19, а.
Рисунок 19 - Спектры модулированных по амплитуде колебаний при модуляции одним током (а) и сложным сигналом (б)
Как видно из рисунка 19, при модуляции сложным сигналом коэффициент модуляции m является функцией времени. Для отсутствия нелинейных искажений максимальное значение коэффициента модуляции не должно превышать единицы. Среднее значение m за длительный промежуток времени. соизмеримый с периодом самой низкой частоты сигнала, составляет обычно 0,35 - 0,4. Спектр AM - колебаний может быть получен из (11),
На рисунке 19, б показан спектр AM колебаний, построенный в согласии с (11). Если модулирующий сигнал сложный, содержащий частоты в полосе , то спектр AM колебаний имеет вид, изображенный на рисунке 19, б. Как видно из рисунк