Можно ли выделить НЧ сигнал из модулированного ВЧ

[Гость Гость_УВХ]

О модуляции с пропуском я вообще не упоминал. Делать выходной сигнал своего передатчика высококачественным, это святая общественная обязанность радиолюбителя. Для этого в передатчике нужно применять, как минимум, двухтактные балансные смесители. А при четырёхтактном ещё раз, по отношению к двухтактному, удваиваится количество информации о модулирующем сигнале. А приёмник, это личное дело. Каким сделаю, то и моё.

Когда при настройке на SSB станцию приближаетесь к её точной частоте, то начинаете слышать речь с высоким тоном, при точной настройке - нормальным (естественным) тоном, продолжая далее перемещать настройку в том же направлении, слышите её с густым басом, а далее - в обратном порядке, всё голосистей. А при демодуляции с гранично большим пропуском станцию начинаете слышать только при почти точной настройке. При обычной демодуляции и точной настройке, слишком близко по частоте расположенная другая радиостанция прослушивается с высоким тоном, а при демодуляции с пропуском вообще не мешает. Проверено.

Вы собрали кварцевый генератор на цифровой микросхеме. Как преобразовать выходной сигнал прямоугольной формы в синусоидальный?

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[Sergeant]

Непонял???

Вопрос звучит - как нужно промодулировать сигнал генератора по амплитуде (прямоугольного сигнала)?

Если да, то я бы подал сигнал генератора на затвор полевого транзистора, а в цепь питания пустил бы прямоугольный сигнал. Достоинства те, что прямоугольный сигнал вовсе может быть и не прямоугольным.

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[Гость Гость_УВХ]

Как из сигнала, представляющего из себя прямоугольные импульсы одинаковой длины, следующие периодически, через равные промежутки времени, сделать синусоидальный сигнал?

Как из сигнала, представляющего из себя прямоугольные импульсы разной длины, следующие периодически, через равные промежутки времени, сделать синусоидальный сигнал?

Как из сигнала, представляющего из себя прямоугольные импулсы со скважностью 2 (меандр), сделать синусоидальный сигнал?

Демодуляция ФМ сигнала.

На горизонтальной линии нарисуем один полный период синусоиды, начиная с нуля. При отсутствии модуляции производим выборку в момент перехода сигнала через ноль (через горизонтальную черту, посередине синусоиды). Продолжая делать выборку в той же точке горизонтальной линии, через те же промежутки времени, сдвинем синусоиду, сперва влево, а затем вправо, на 90 эл. градусов ( на четверть периода) и получим выходной сигнал УВХ от +U амплитудное, до -U ампл. Если изменение фазы в пределах +/-90 эл. гр. (перемещение момента перехода через 0) организовано по времени модуляцией, то УВХ в этом случае поизводит демодуляцию ФМ сигнала. Если перемещение носит случайный характер, то УВХ выполняет функцию датчика фазы, выходной сигнал которого можно использовать для индикации величины и направления сдвига, и для управления в автоматике.

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[Sergeant]

Если речь идет о модуляции - см. выше. Если надо в итоге получить sin колебания, положительный полупериод которых равен длительности импульса, а отрицательный равен промежутку между ними - то хоть убей не знаю. Минут 30 ломал голову - мыслей нет. Попробую спросить...

Ю. Прокопцев из Москвы в «Радио» №4, 1994г, с.41 - в электронном виде такого не нашел. Покопаюсь у знакомых, хотя вряд ли что есть...

Что такое УВХ - устройство входа??

[Гость Гость_УВХ]

УВХ - это устройство выборки - хранения. Полное название этого устройства - устройство выборки мгновенного значения входного сигнала и его хранения. Как видите, в полном названии этого устройства, которое нигде не упоминается, и на котором основано радио, о чём радионаука до сих не знает, содержится ответ на вопрос - как долго нужно делать выборку?

Для того, чтобы произвести один цикл преобразования частоты, нужно сделать два разных действия - произвести выборку мгновенного значения входного сигнала и затем хранить его до очередной выборки. Это противоречит сегодняшнему представлению радионауки о преобразовании частоты сигнала. Оно сейчас основано на явно ошибочном, однобоком математическом представлении, будто преобразование происходит в одном нелинейном элементе. Я не напрасно дал определение понятия "устройство" (диод не может хранить) и обратил Ваше внимание на отсутствие представления о физическом процессе в реальном смесителе.

В синусоиде положительные и отрицательные полуволны одинаковы по уровню и длительности. До сих пор нет правильного решения задачи получения из прямоугольных импульсов синусоиды, хотя нужда в этом бывает часто. Не потому, что её решить трудно, а "благодаря" науке. Алгоритм решения простой. Но прежде давайте рассмотрим схему смеситея с нулевой частотой входного сигнала. Итак, очень короткие импулсы из входного сигнала +1в через ключ подаются на параллельный колебательный контур, настроенный на частоту следования этих импульсов. Для управления ключём этого смесителя сформируем импульсы опроса (такое название импульсов управления ключём УВХ давно сложилось в электроавтоматике) из передних фронтов прямоугольных импульсов. Ведь в условии задачи сказано, что импульсы начинаются с начала каждого периода. Если импульсы одинаковой длины, то можно выделять либо из передних, либо из задних фронтов. Тот факт, что при меандровом сигнале задние фронты находятся строго посередине периода следования прямоугольных импульсов, можно использовать для улучшения качества реального ключа, но об этом позже.

Каким образом можно выделять фронты прямоугольных импульсов?

[Sergeant]

Фронты выделяются с помощью дифференцирующих устройств (последовательно включаюся R и C). При этом напряжение на R будет равняться первой производной по времени от входного напряжения. Если учесть, что идеальные прямоугольные импульсы невозможны (всегда есть фронты), то в момент нарастания будет наблюдаться очень крутой скачок напряжения вверх, которое впоследствии будет по экспоненте. При прохождении заднего фронта наблюдается скачёк вниз, приблизительно такой же (все зависит от вида фронтов). От так вот и выделяются фронта.

Длительность скачков T=2.3RС (сугубо приблизительно). Т.е. для идеального ключа надо делать R и С мелкими.

Как ни странно, в нашем ТЕХНИЧЕСКОМ универе не выписывают журнал Радио, хотя газет по социологии и экономике там навалом. Вот уроды!!!

Книг по модуляции я тоже не нашел. В обычных учебниках по электронике такого нету. Электроника и радиотехника это одни вещи?? Откопал книгу ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЧАСТОТНО-МОДУЛИРОВАННЫХ КОЛЕБАНИЙ, так там ни одной электронной схемы, и написана она языком, на котором могут объяснятся 70 летние профессора во время дискуссии. В общем борода...

[Гость Гость_УВХ]

С технической стороны всё верно разъяснили. То, что "Радио" не читаете, конечно плохо, но нет худа без добра. Вы первый спокойно восприняли моё утверждение, что диод детектировать не может, потому, что не зашорены ложным представлением об устройствах.

Реальный ключ обладает ёмкостями между электродами. Природа сигнала управления ключём такая же, как та, что он коммутирует - электрическая. Из - за этого, сигнал управления проникает в силовую цепь. Это плохо. Для нейтрализации, одновременно с проникшим импульсом, в силовую цепь подают такой же импульс, но обратной полярности. Смеситель в таком случае называют балансным. Как правило, для этого используют трансформатор ВЧ с отводом от середины вторичной обмотки. Можно обойтись без трансформатора, используя то, что на резисторе фильтра верхних частот, работу которого Вы верно описали, выделяются разнополярные импульсы. Подадим на счётный вход триггера тактовый сигнал. С каждого выхода триггера через свой ФВЧ, описанный Вами, подадим остроконечные сигналы на управляющие входа ключа, состоящего из, например, двух параллельно соединённых каналов полевых транзисторов с изолированными затворами. Транзисторы поочерёдно открываются импульсами положительной полярности, а в это же время отрицательные импульсы проникают через ёмкость закрытого транзистора в силовую цепь и нейтрализуют положительный импульс, проникший через ёмкость открытого транзистора. Импульсы противоположной полярности совпадают по времени потому, что выходные сигналы триггера меандровые.

Как можно выделить фронт прямоугольного импульса одной цифровой микросхемой К561ЛА7?

[Sergeant]

К561ЛА7 - это четыре элемента "и-не". На моей схеме используется только 3 из них. Общая идея такова, что логические элементы мгновенно сработать не могут. Поэтому входной импульс по одной ветви проходит сначала через 2 элемента "и-не", организуя фиктивное логическое умножение с самим собой. По второй ветки сигнал проходит напрямую. Оби ветви встречаются на третем элементе "и-не", где и отлавливается разница во времени.

Все дело в том, что здесь выделяется не сам фронт, а некое его подобие, и использование дифференцирующей цепи намного удобнее.

[Гость Гость_УВХ]

Вашему логическому мышлению, хотя и в верном направлении, мешает, на мой взгляд, "умножение с самим собой". Советую осторожно относиться к слову "умножение", представляя работу реального устройства - такого процесса в природе нет. В данном примере используется задержка времени распространения сигнала из - за конечного быстродействия логических элементов. Использовать линию задержки - это правильное решение, но в ней должно быть нечётное количество логических элементов.

Решить задачу на трёх логических элементах можно по схеме, в которой используется ещё и время задержки выходного логического элемента. Нарисуйте два логических элемента один над другим, соедините их по схеме триггера с раздельными входами. Свободный вход верхнего элемента соедините с одним входом выходного (третьего) логического элемента. Это будет вход схемы. А свободный вход нижнего с выходом третьего (выходного). Это будет выход схемы. Красиво, но как показала практика, если на выходе импульсный трансформатор, то не работает. Лучше пропустить через четвёртый, буферный инвертор. Тем более, что на выходе этого формирователя коротких импульсов (из 4-х инверторов) получается 1, а в первом примере 0. Советую сохранить эти схемы.

[Гость Гость_УВХ]

Пропустил - выход верхнего соедините с вторым входом выходного (3-его) инвертора.

[Sergeant]

Схема реальная. Прошёлся по ней пару раз - должна работать. Почему не будет работать моя - не понимаю. Их отличие состоит в том, что длительность выходного импульса в моей - 2 времени фронта, а в вашей - 3. Почему должно быть нечетное количество элементов?

Насчет умножения - я имел ввиду логическое, а оно почти ничего общего с обычным не имеет, и элементы очень просто реализуют эту операцию.

Модификация: в моей схеме тоже на выходе нужно ставить инвертор.

[Гость Гость_УВХ]

2И-НЕ, это 0 на выходе, когда И на первом И на втором входе инвертора 1. До тех пор, пока на входе первой схемы (а значит и на первом входе последнего инвертора) 0, на выходе схемы 1. Когда на входе появляется 1, то до тех пор, пока не исчезнет 1 на втором входе последнего инвертора, на выходе будет 0. На выходе линии задержки, до появления 1 на входе схемы, должна быть 1. Это условие выполняется только при нечётном количестве инверторов в линии задержки.

[MaksHimik]

Я в одной книге видел неплохую схему выделения фронтов!!!

Она так же основана на конечном быстродействии электронных элементов.

Она хороша тем, что легко изменить время задержки на Xt, где t-время задержки распространения одного элемента, а X-множитель, равный кол-ву эл-тов.

Начну с конца...

В конце стоит эл-т 2 ИСКЛ. ИЛИ.

На один вход этого эл-та подается непосредственно сигнал, фронты которого мы хотим выделить, а на другой - этот же сигнал, но через цепочку НЕинвертирующих элементов, количество которых и есть X.

[Гость Гость_УВХ]

Это схема выделения обоих фронтов прямоугольного импульса (Популярные цифровые микросхемы. В. Л. Шило. "Радио и связь", 1987г, стр. 58, рис. 1.37). Она удваивает частоту следования импульсов. При меандре они следуют периодически, через равные промежутки времени. К этой теме она имеет прямое отношение. Демодуляторы ЧМ сигнала, выполненные на цифровой микросхеме, называют счётными. ЧМ сигнал, пропущенный через ограничитель амплитуды, подают на её вход, а полученные импульсы одной длительности, но разной частоты следования, пропускают через ФНЧ на R и С. Её преимущество перед подобной, что на К561ЛА7, в том, что из - за того, что частота следования выходных импульсов в два раза больше, ФНЧ выполнять свою функцию легче. Я пробовал её на К1533ЛП5 на 10,7мгц. Качество демодуляции студийное.

Если при АМ и ФМ сигнале мы выделяли мгновенные значения ВЧ сигнала, пропорциональные мгновенным значениям модулирующего сигнала, то при ЧМ это делать непосредственно невозможно. Почему?

[Sergeant]

Да потому, что информация о мгновенном значении амплитуды не несет никакой информации о частоте. По-моему нужно 3 момента времени, когда амплитуда достигает максимума (либо в +, либо в -), и по этим временам и определять изменение частоты. Это очень смахивает на нахождение второй производной, используя численные методы.

Опять к схемам. От вы сами себя и нагрели... В схеме задержки нужно чётное кол-во 2И-НЕ, это да. Но если потом "смешивать" две ветки на одном 2И-НЕ, то получится выделение фронта в нулевом скачке, т.е. нужно инвертировать (еще 2И-НЕ), и того - четное количество!!! Я так и неуслышал - работает моя схема, или нет??

Если мы пропустим прямоугольные импульсы с разными периодами, но одинаковой длительности через ФНЧ, то получим лишь искажение этих импульсов. По-моему так. И каким макаром выделится информация о частоте - не понятно?

[Гость Гость_УВХ]

Ваша схема с двумя инверторами в линии задержки не будет выполнять заданную функцию формурователя коротких импульсов длиной равной длительноски задержки линии. Она укорачивает импульс на длительность задержки, а это далеко не то, что надо.

Повторяю, количество инверторов в линии задержки должно быть нечётное количество. Нулевой скачёк - это и есть полезный сигнал данной схемы. Если нужен положительный скачёк, то применяется вторая схема. В первой схеме импульсный трансформатор подключаем между + и выходом, а во второй между выходом и общим проводом. Это нужно знать, т. к. у разных МС втекающий и вытекающий токи разные.

RC фильтр НЧ - это интегратор (усреднитель). Если на него подать сигнал ШИМ или ЧИМ, то на выходе буде демодулированный сигнал. Подробнее в "Декодирующие устройства цветных телевизиров" Б. Н. Хохлов, изд. "Радио и связь", 1992г, стр. 77.

ЧМ сигнал - это сигнал в котором информация о модулирующем сигнале имеет не физическую, а численную величину. Для демодуляции ЧМ нужно сперва численную величину перевести в физическую. Каким образом?

[Sergeant]

Вот о чём я и говорю - схема задержки создает сдвиг по времени, а элемент 2И-не выполняет:

на входах 0 0 - выход 1

на входах 0 1 - выход 1

на входах 1 0 - выход 1

на входах 1 1 - выход 0

Мдааа, блин, сам себя в тупик поставил.... Короче, там нужно ставить "сравнение", а его на 2 элементах 2И-НЕ реализовать незя.

Нашел статью, там демодуляция АМ сигнала объяснена так:

В передатчике подавляются все составляющие, кроме верхней боковой частоты. В приемнике она УМНОЖАЕТСЯ на несущюю частоту и получается модулирующий сигнал, с кучей ВЧ составляющих, которые фильтруются. Я проверил на маткаде функцию Sin(80x)*Sin(79x) - в отдаленном приближении получается Cos(x) - работает. Но опять появляется выражение "умножается".

И вообще, я нашел схемы умножения двух электрических сигналов, но они таккие сложные, что не думаю, что в китайских приемниках такие используются...

Что такое ШИМ и ЧИМ ???

[Гость Гость_УВХ]

ШИМ и ЧИМ, это широтно - импульсная и число - импульсная модуляция. В условной единице времени, равной полупериоду НЧ сигнала, может быть одинаковое количество импульсов разной ширины или разное количество импульсов одинаковой длины. Интегратор "рисует" среднюю площадь.

Вы не ответили на мой последний вопрос.

[Sergeant]

Если вы считаете численной величиной - частоту, а физической - мгновенное значение (напряжение, ток и т.д.), то выход я вижу следующий:

Для ЧИМ генерирповать с каждым полупериодом ЧМ сигналакороткий прямоугольный импульс (можно даже любой формы), главное, чтобы короткий. Естессно, чем больше частота, тем больше импульсов. Пропустить всё это через интегратор ( в том понимании, который описали вы) и таким образом можно мерить среднюю частоту - число преобразуется в напряжение.

Для ШИМ похожий выход.

[Гость Гость_УВХ]

Так как ЧМ сигнал содержит информацию о модулирующем НЧ сигнале в числовом виде, то сперва нужно преобразовать численную величину в физическую, т. е. число нужно переводить в напряжение. Отсюда вытекает первый вывод: демодулятор ЧМ сигнала - это сложное устройство, сложенное, как минимум, из двух простых устройств. Способов демодуляции ЧМ несколько. Самый простой и понятный - это преобразование ЧМ в АМ. Для этого используются скаты частотных характеристик RC, RL и RLC цепей, выбирая на них относительно линейные участки. Несущую ЧМ подают на середину этих участков.

Второй способ - это преобразование ЧМ в ФМ. Для этого используют инерционное свойство колебательного контура, слабо связанного с источником ЧМ сигнала. Чем быстрее меняется входная частота, тем сильнее запаздывает колебательный контур, т. е. меняется угол сдвига фазы по закону модуляции.

Третий способ состоит в преобразовании ЧМ в ИМ. ЧМ сигнал пропускают через усилитель - ограничитель и из полученных прямоугольных импульсов выделяют фронт, который запускает формирователь прямоугольных импульсов одинаковой длительности и получают ЧИМ.

Четвёртый интересный способ, позволяющий получить самое высокое качество демодулированного сигнала непосредственно на частоте несущей, состоит в использовании в качестве демодулятора ЧМ сигнала системы ФАПЧ (фазовой автоматической подстройки частоты). На демодулятор ФМ сигнала подаём ЧМ сигнал и сигнал гетеродина с промерно той же частотой, что и несущая ЧМ сигнала. Выходной сигнал ФД (фазового демодулятора) через резистор подаём на варикап небольшой подстройки частоты гетеродина. Плавно подстраеваем частоту гетеродина основным конденсатором переменной ёмкости (КПЕ) в зону захвата автоматики. После скачкообразного захвата, выходное напряжение ФД повторяет закон модуляции.

Пока всё. Продолжу позже, после Ваших замечаний.

[Sergeant]

Зачем нужен вирикап? Чтобы модулирующий сигнал и выходной сигнал приемника были в одной фазе?

[MaksHimik]

Хочу поблагодарить УВХ за столь интересную и познавательную тему.

Я распечатал все на принтере и несколько раз перечитал.

Вы помогли мне понять многие вещи не только в электронике, но и в ... музыке. Не ожидали?

[Гость Гость_УВХ]

Благодарю за приятные слова. Любопытно - каким образом эта тема перекликается с музыкой?

Когда частота гетеродина, с помощью основного КПЕ, приблизится к несущей ЧМ сигнала так, что ФД "увидит" величину и знак разницы между фазами этих сигналов, то его выходной сигнал, через варикап, заставляет гетеродин гоняться за частотой ЧМ сигнала с точностью до фазы. Приёмник с таким ЧД принимает только одну станцию. Если близко по частоте появляется более мощная, то он может мгновенно сам перескочить на неё, но обе одновременно принимать не может.

(Только что приехал с именин в другом городе. Боюсь напутать. Продолжу позже.)

[Sergeant]

Именины - это хорошо...

Но вот только до меня не доходит. Получается, что КПЕ - для грубой ручной настройки (частоты), а варикап, для точной автоматической подстройки (фазы)? Тогда как ФАПЧ выделяет из ЧМ сигнала несущую частоту? Пришлось бы ставить на отдельную ветвь ОЧЕНЬ узкополосный фильтр.

Перемножил Sin(200x)*Sin(199x) получил похожее на Cos(x) (в отличии от модулирующего Sin(x)). Для чёткого соответствия надо Sin(200x)*Sin(199x+p/2). Получается надо добиваться не совпадения фаз, а их разницы на 90 градусов?

[Гость Гость_УВХ]

Несущая ЧМ сигнала - это частота при отсутствии модуляции. При модуляции эта частота отклоняется в разные стороны, в зависимости от полярности модулирующего сигнала, тем сильней, чем громче сигнал и тем чаще, чем выше тон сигнала. ФАПЧ не выделяет несущую, а отслеживает её изменение при модуляции с точностью до фазы. У неё это получается только в том случае, если напряжение на выходе, если быть точным, датчика фазы, а не фазового демодулятора (ДФ или ФД, возможно этот нюанс сбивает Вас с толку?) повторяет закон модуляции, т. е. является демодулированным из ЧМ сигналом. Из - за того, что частота гетеродина подстраивается к изменяющейся частоте входного сигнала, датчик фазы "видит" (как в теории относительности) не ЧМ а ФМ сигнал, т. е. "представляет себя" не датчиком а демодулятором.

В цифровых демодуляторах ЧМ сигнала, в которых делаются математические вычисления, производится дискретизация несущей, запоминание нескольких последующих отсчётов и вычисление по ним мгновенной частоты несущей. Это пятый метод. Для физика выражение "мгновенная частота" звучит странно. Ведь частота, это количество колебаний за 1 секунду. А 1 секунда, это далеко не мгновение. В данном случае такой математический оборот помогает изложению физической сути. Я не буду углубляться в этот метод. В России цифровое вещание пока делает первые шаги и, вольно или невольно, придётся нам это делать со временем. А вот азы уже знать надо, ведь это направление тесно связано с обсуждаемой нами темой. Что такое квантование?