По данным табл.1 параметрам амплитудно-модулированного сигнала ( - амплитуда напряжения несущей частоты, - длина волны несущего колебания, m - коэффициент глубины модуляции, F - частота модулирующего сигнала) определить значения частот и амплитуд боковых составляющих спектра АМС. Изобразить временные и спектральные диаграммы: 1) несущего сигнала; 2) модулирующего сигнала; 3) амплитудно-модулированного сигнала.
Из табл.1: амплитуда напряжения несущей частоты =30 В;
длина волны несущего колебания =15 м;
коэффициент глубины модуляции m=60%;
частота модулирующего колебания F=3 кГц.
Решение
В общем случае амплитудно-модулированное колебание записывается выражением CITATION Гон \l 1049 [1]:
,(1.1)
где - амплитуда несущего колебания, - частота несущего колебания, - частота модулирующего колебания, m – коэффициент глубины модуляции, и - начальные фазы модулирующего и несущего колебаний, t – время.
Поскольку частота электромагнитных колебаний связана с длиной волны соотношением CITATION Гон \l 1049 [1]: , где м/с – скорость света, м - длина волны заданного электромагнитного колебания. Используя эту зависимость, получим для заданного случая значение частоты несущего колебания:
Гц
Все параметры амплитудно-модулированного колебания, кроме начальных фаз, нам заданы
. После подстановки численных значений параметров и приняв значения начальных фаз равным нулю, можем записать выражение для заданного амплитудно-модулированного колебания в виде:
(1.2)
Временные диаграммы модулирующего колебания, несущего колебания и амплитудно-модулированного колебания, выражение (1.2), приведены на рис.1.
Рис.1. Временные диаграммы сигналов
На рис.1а приведен график модулирующего сигнала с частотой F=3кГц и амплитудой В.
На рис.1б приведен график несущего сигнала с частотой fН=20 МГц и амплитудой =30 В.
На рис.1в приведен график амплитудно-модулированного сигнала согласно выражению (1.2).
На графиках по осям ординат отложено напряжение в вольтах, по осям абсцисс – время в миллисекундах.
Выражение для амплитудно-модулированного колебания может быть представлено в общем виде CITATION Гон \l 1049 [1]:
(1.3)
Из выражения (1.3) видно, что спектр амплитудно-модулированного колебания имеет три составляющие – одна на частоте несущей fН с амплитудой и еще две на частотах (fН+F) и (fН-F) с амплитудами .
Для нашего задания выражение (1.3) можно переписать, подставив заданные численные значения:
(1.4)
Спектральные диаграммы, на которых изображены графически спектры модулирующего сигнала, несущего сигнала и амплитудно-модулированного сигнала согласно выражению (1.4) представлены на рис.2