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调制○调频○调幅

来源:物理ok网 编辑:陈老师 时间:2017-11-10 点击量:
调 制
 
把一种波动变化特征加载到另一个波上,此种过程或所产生的结果称为调制.受调制的波称为载波,调制之波称为调制波.一般地说,就是高频振荡的某种性质随着某一低频信号的变化而变.这些变化的最简单情况,是高频振荡的幅度不为定值,而随作用于它的低频振荡而变化,这种情况叫做“调幅”,以区别于使频率发生变化的调制,即所谓“调频”或使相位发生变化的调制称之为“调相”.调制的用途,是借助于高频振荡以将某种信号发送出去.低频调制振荡相当于某种信号(如电报信号或某些声音),所以已调制的振荡便携带着这些信号传播出去.利用复原过程(检波),这些信号就可以从高频已调振荡中分离出来.调制由专门的调制装置或调制器来实现,在无线电广播中,一般是应用调幅制,但在我国的许多地区也建立了调频制的广播.电视广播则是利用调频.振荡的幅度变化越大,则调制度越大.调制度m通常用百分率来度量,且式中的I1和I2分别表示振荡的最大幅度和最小幅度.  
 
 
调 频
 
频率调制是借改变载波的频率变化而成,载波的振幅保持恒定,因此在接收后,已调载波振幅的变化,根本不必再出现于声频电波中,所以电杂波引起的振幅变化,完全没有作用.这也表示不受杂波影响的频率调制信号杂波比值,比振幅调变小得多,因此频率调制发射机的功率虽低,也可以得到相同音质的接收.再者,因为频率调制载波的频道,包括所传送20~15000赫的整个声频频带,所以频率调变具有高度传真性.频率调制所需频道的频带宽,比振幅射频调制大.在发展频率调制的同时,很宽的特高频率的频带从(30~300兆赫)内的信息传送,已经可得到了.频率调制广播所规定的总频带为83~108兆赫(即总频带宽为20000千赫),每一广播电台所允许频道的频带宽为200千赫;这表示在同一地区,可以同时有100家电台存在.调频也有它的缺点,如要达到调频的作用,发射机的载波频率必须要在一较宽的频率波段内偏移.虽然优良调频广播,并不需要发射机的频率偏移达最高允许限度(指定中心频率上下各75000赫),但高传真度性能的调频广播电台差不多都能接近这个限度.这样宽的频率范围在通用无线电广播波段是无法容纳的,故通用调频发送指定于88~108兆赫之间.在这频率波段中,调频遭遇到和电视观众所习知的同样缺陷,这便是调频的接收主要只限于离发射天线视线距离内,边远区的接收效果,在每天内的变化极大.调频的另一缺点是每一发射机需要一较宽的频率波段,在波段重叠的情形下便只能收到最强的发射机.这样便需要把全国各地发射机的工作频率,仔细地加以分配,以避免任何可能的重叠.
                              
调 幅
 
调幅是借声频信号或视频信号的强度(大小)变化迫使射频载波的振幅随之变化.由单一声频电波所形成的振幅调制,如图3-86所示.假设图3-86a为1兆赫的载波,图3-86b为1千赫的单音.如果将载波及单音的声频电波同时加在一个电阻上,其合成的波形则如图3-86c所示,此时载波的振幅完全没有改变,只是其每周电波之瞬间极性有连续的改变而已,显然,这不是振幅调制,一无线电收音机无法判定这种信号的瞬时极性,所以也无法播出声音信号来.图3-86a是所要调幅的信号的载波,此种已调幅的载波是将载波与声频电波同时加在一电路上,但电路的电流与所加的电压不是正比关系,也就是此电路是非线性的,不能用欧姆定律来解释.为了达到调幅的目的必须利用非直线型电路.当电子管作用于特性电线的非直线部分时,电子管可说是一个理想的调制器.功率放大器的失真,是由非直线的电子管特性曲线所引起的.在某种意义上看,也可将振幅调制当作振幅失真来看,所以造成失真或调制,必须要一个非直线型电路.当电子管作用于特性曲线的非直线部分时,电子管可说是一个理想的调幅器.图3-86d是仅由两个额外频率的电波所形成的调幅载波,一个是1001千赫,也就是等于载波频率1000千赫与声频电波频率1千赫的和;另一个是999千赫,也就是载波频率1000千赫与声频电波频率1千赫的差,1001千赫的频率,称为高旁频率,999千赫的频率被称为低旁频率.在无线电波广播方面,调制载波的声频电波频率范围可达10000赫(10千赫),每一声频电波频率都能产生一个高旁频率及一个低旁频率,因此各声频频率所产生的总高旁频率与总低旁频率,就形成两个频带,一为高旁频带的最高频达1010千赫(对10千赫声频电波而言,低旁频带的最低频率达990千赫.因此借1000千赫载波以传送声频频率达10千赫范围内的电波时,发射频道之频带宽度必须有20千赫(从990~1010千赫),这不只对声频电波而言,就是对视频电波的传送,也是如此.就一般频道的总频带宽度言,也都是所需传送信息电波频率宽度的二倍.由此可知发射机及接收机的调谐放大器,不只通过射频载波一个频率,必须能通过整个频带宽度方可.为了能从已调幅的载波获得信息,所有的发射机及接收机电路,必须能通过具有高旁频带及低旁频带的全部频带.调谐电路必须具有选择能力,使所需的频带通过,并排斥不需要的频带.只讨论一些对载波振幅变化的原理还是不够.调制的程度是一个非常重要的因素,因为正是调制程度决定被传送的信号的强度及特性.图3-87是各种不同程度的调幅载波.图3-87a是声频调制信号电波.图b是未被调幅的载波.调制深度很低的已调载波则示于图3-87c,已调载波的振幅大小变化,完全随声频调制信号的变化而改变.但其振幅变化的程度较小.接收机的检波器之输出,只对载波的振幅变化有相应变化,而对载波的绝对大小无关.已调制载波的调幅程度很小时,声频信号将不会太大,并且此信号可能会被较强的杂波所湮没.如果调制深度大,声频信号一定非常强而又清晰.图3-87d的射频载波,已经被调制到最大的可能强度,振幅的最大值,是原来未经调制前载波振幅值的二倍,称为百分之百的调幅.如果调幅信号(即声频信号)电波的振幅再增大的话,所接收的信号电波,将产生失真的现象.

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