Modulyatorlar va demodulyatorlar
Modulyator-modulyasiyalash jarayonini amalga oshiradigan qurilma, ya’ni, informatsion signalni tashuvchi signal ustiga qo‘yish.
Amplitudali modulyator-yuqori chastotali signal egrisining chiqishida, past chastotali modulyasiyalanuvchi tebranishga proporsional bo‘luvchi qurilma. Past chastotali garmonik modulyasiyalanuvchi tebranish holatini ko‘rib chiqamiz:
upch (t) Um, cos(t ) , bunda, UmΩ, Ω va φΩ – past chastotali modulyasiyalanuvchi tebranishning mos ravishda amplituda, chastota va boshlang‘ich fazasi.
Modulyatorning chiqishida quyidagi signal ishlaydi:
uchiq (t) Um , chiq, 0 cos(0t 0 ) Um, cos(t ) , bunda, Um, chiq, 0, ω0, φ0 – past chastotali modulyasiyalanuvchi tebranishning mos ravishda amplituda, chastota va boshlang‘ich fazasi.
Bu holda, amplitudali modulyatorning chiqishida quyidagi ko‘rinishdagi
signal olinishi kerak:
ukir (t) Um , вkir, 0 1 Mcos(t )cos(0t 0 )
Bunda, amplitudali modulyasiyaning chuqurligi amplitudaga Um,Ω proporsional bo‘lishi kerak.
(18)
103-rasm. UE tranzistorida ishlangan amplitudali modulyatorning prinsipial
sxemasi101
M=(Um,cosx,max- Um,cosx,min)/ (Um,cosx,max+ Um,cosx,min) (19)
101 Peter G. Martin and Gregory Hale. Automation Made Easy. International Society of Automation. USA, 2009. 218 p.
Eng sodda, UE tranzistorida ishlangan amplitudali modulyatorning prinsipial sxemasi 103-rasmda keltirilgan.
Nochiziqli elementlarning ishlash tartibini to‘g‘ri tanlash uchun, statistik modulyasion (SM) deb nomlanuvchi xarakteristikasini olish kerak bo‘ladi.
103-sxema uchun, bunday xarakteristika Um(kir)=f(Ube) kirishdagi tashuvchining amplituda qiymati doimiy bo‘lganda hisoblanadi.102 Bunday xarakteristikaning namunaviy ko‘rinishi 104-rasmda ko‘rsatilgan.
104-rasm. Xarakteristikaning namunaviy ko‘rinishi
SM liniya uchastkasining o‘rtasi tranzistorning (Eo’t) ishchi nuqtasini aniqlaydi. ΔUbe kattalik, yuqori chastotali signalni va modulyasiyalash chuqurligi koeffitsiyentini maksimal mumkin bo‘lgan (maksimal xalaqitlar bilan) o‘zgarishini aniqlaydi:
M Um chiq max Um chiq max
Um chiq max Um chiq max
. (20)
Chastotali modulyator, chiqish signali chastotasining og‘ishi informatsion signal amplitudasining o‘zgarishiga proporsional qurilmani tashkil etadi. Odatda, generator ishlab beruvchi chastotaning kuchlanishini, avtogeneratorning chastota aniqlovchi elementlari parametrlarini o‘zgartirish yo‘li bilan o‘zgartiriladi: sig‘imni, induktivlikni yoki aktiv qarshiliklarni.
102 Chris J. Georgopoulos Interface fundamenentals in Microprocessor-Controlled Systems. A member of the Kluwer academic publishers group. Greece, 2009. 136-139 p.
Demodulyatorlar yoki detektorlar, uzatiladigan axborotga mos bo‘ladigan, qabul qilinayotgan modulyasiyalangan signallarni kuchlanishga o‘zgartiradi. Modulyasiyalash turiga qarab amplitudali, chastotali, fazali va impulsli detektorlarga ajratiladi.
Amplitudali detektorlar, amplitudali-madulyasiyalangan signaldan informatsion signalni ajratib chiqaradi. Amplitudali detektorlashni nochiziqli zanjirlar yordamida amalga oshirish mumkin. Detektorning nochiziqli elementi sifatida diod VD yoki kuchaytiruvchi asboblardan (tranzistor, integral modul) foydalansa bo‘ladi. Ketma-ket va parallel amplitudali detektorlarning sxemasi 105,a va 105,b- rasmlarda keltirilgan.
rasm. Ketma-ket va parallel amplitudali detektorning sxemasi103
Ketma-ket detektorda kirish kuchlanishi ta’siri ostida dioddan tok impulsi i oqib o‘tadi (105,a -rasm), unda doimiy tashkil etuvchi In va burchak chastotasini tashkil etuvchilar , 2 va sh.o‘. mavjud. Doimiy tashkil etuvchi yuklamada Un=-InRn kuchlanishni sodir etadi, yuqori chastotali tashkil etuvchilar kondensator S orqali tutashadilar, ularning reaktiv qarshiliklari juda ham kichik. AM da tok impulslarining amplitudasi, natijada, ularning o‘rtacha qiymati va Rn dagi kuchlanishi o‘zgaradi.
Parallel detektorda (105,b- rasm) Rn rezistorda to‘g‘rilangan kuchlanishdan tashqari Ukir o‘zgaruvchan kuchlanish ham bo‘ladi. Ushbu kuchlanish keyingi zanjirlarga o‘tmasligi uchun, pastki chastota filtrlari ulanadi yoki kondensator S dan detektorlangan kuchlanishni olib tashlanadi.
Chastotali detektorlar, chastota o‘zgarishini informatsion signalning amplituda, chastota yoki faza o‘zgarishiga o‘zgartiriladi. Ishlash prinsipiga qarab, chastotali-amplitudali, chastotali-fazali va chastotali-impulsli detektorlarga ajratiladi. Chastotali-amplitudali detektorlarda signal chastotasining o‘zgarishi, keyingi amplitudali detektorlash bilan amplitudasi o‘zgartiriladi. Chastotali-fazali detektorlarda chastotaning o‘zgartirilishi, ikkita kuchlanishlar orasidagi fazalarni siljishini o‘zgarishiga, keyingi fazali detektorlash bilan, o‘zgartiriladi. Chastotali- impulsli detektorlarda ChM tebranishlar ketma-ket impulslarga o‘zgartiriladi, ularning o‘tish chastotasi kirish signalini o‘rtacha qiymatidan og‘ishiga propotsional.
Chastotali-amplitudali detektorning ishlashini ko‘rib chiqamiz. Bu detektorda chastotali-modulyasiyalangan tebranishlar avval amplitudali- modulyasiyalanganga o‘zgartiriladi, so‘ng ularni detektorlanadi, masalan, diodda detektorlashdan foydalanib.
rasm. AM-tebranishlarda, birlik tebranish LC-konturi sxemasi104 ChM-tebranishlarning eng sodda o‘zgartgichi AM-tebranishlarda, birlik
tebranish LC-konturi hisoblanadi (106,a- rasm).
Konturning rezonans chastotasi ωr, ChM tebranishlarning tashuvchi chastotasiga ω0 nisbatan shunday siljishi kerakki, ChM signalining barcha spektori
ω0–Δω dan ω0+Δω gacha, U=f(ω) konturning rezonans xarakteristikalarining bitta tushishida joylashsin (106,b-rasm). Shunda, manbaidan keladigan ChM- tebranishlar kuchlanishi Ukir(t), ω0–Δω chastotali konturdagi kuchlanish Uk1 amplitudaga ega bo‘ladi, chastota ω0+Δω bo‘lganda kuchlanishning amplitudasi Uk2 gacha ko‘tariladi. Shunday qilib, chiqishda Uchiq kuchlanishga ega bo‘lamiz, u AM-tebranishlarni tashkil etadi, so‘ng diodli detektor D orqali detektorlanadi.
Fazali detektorlar fazaviy modulyasiyalangan signalning fazaviy siljishlar o‘zgarishini amplituda, chastota yoki impulslar ketma-ketligiga o‘zgartiradi. Balansli fazaviy detektorlarda keng tarqalgan fazaviy detektorlash jarayonini ko‘rib chiqamiz (107,a-rasm).
rasm. Balansli fazaviy detektorlash jarayoni 105
Balansli detektorning chiqish kuchlanishi uchiq, ikkita to‘g‘rilangan kuchlanishlarning ayirmasini tashkil etadi. Bular, FM-modulyasiyalangan signalni u1 va tayanch fazali signalni u2. Amplitudalar u1 va u2 bir xil, shuning uchun, ularning fazalari mos kelsa, unda chiqish kuchlanish uchiq nolga teng (107,b- rasm). Agar, kuchlanishlar u1 va u2 orasida fazalar siljishi φ sodir bo‘lsa, unda, uchiq ning belgisi va kattaligi ushbu fazalar siljishining φ kattaligiga bog‘liq bo‘ladi (104,v- rasm).
Impulsli detektorlar ChIM, KIM va FIM-modulyasiyalangan signallardan informatsion signalni chiqarib olish imkonini beradi.
105 Peter G. Martin and Gregory Hale. Automation Made Easy. International Society of Automation. USA, 2009. .
|
