Communications System Case Study: Einstimmung auf AM Radio Entwurf

Visualisieren Sie das große Bild des AM-Radio-Sender, Empfänger und Störsignale mit einem System-Blockdiagramm. Jeder Block in dem Diagramm hat eine zugrunde liegende mathematische Modell.

Beginnen Sie mit dem AM-Signal-Modell

Das Signalmodell für ein AM-Signal ist

woher EIN_c ist die Trägeramplitude, f_c die Trägerfrequenz ist, m(t) ist der Nachricht Signal und das Modulationsindex ist

Modulations indexcontrols, wie viel des Signals wird von der Nachricht aus und wie viel ist reine Träger.

Das AM-Schema erfordert auch, dass min [m(t)] # 8805- -1. Eine einfache Zerlegung x_c(t) Zeigt, dass eine reine Träger Begriff und ein Doppelseitenbandmodulation Begriff beteiligt sind. Der Begriff Doppel-Seitenband kommt aus Sicht x_c(t) In der Frequenzdomäne.

Der zweite Term ergibt sich aus dem Modulationssatz für Fourier-Transformationen (FT). Für m(t) Real, das Größenspektrum |M(f) | symmetrisch um f = 0. Multiplikation mit cos (2 # 960-f_ct) verschiebt M(fin der Frequenz nach oben und nach unten) durch die Trägerfrequenz f_c.

Das Spektrum der M(f - f_c) gleich darüber f_c ist bekannt als die obere Seitenband(USB), und der eine knapp unter f_c ist bekannt als die untere Seitenband(LSB). Die gleiche Beziehung gilt für die M(f + f_c) Begriff. Der USB und LSB enthalten die gleichen Informationen - daher der Begriff Doppel-Seitenband.

Die Abbildung zeigt die Frequenzbereich Details des AM-Signals.

Schauen Sie sich die Wellenform

Die AM-Wellenform, shownhere für einen bestimmten m(t), Motiviert einen einfachen Empfänger-Design.

Die Einhüllende x_c(t) Ist die gestrichelte Linie, gegeben durch R(t) = EIN_c(1 + bin(t)). Solange min [bin(t)]> -1, Halte nur die positiven Halbzyklen x_c(t) ermöglicht R(t) Genau zu enthalten m(t). In der elektronischen Schaltung bilden, die Rückgewinnung von m(t) von x_c(t) Mit ein versierter Hüllkurvendetektor wie gezeigt.

Sie benötigen einen Gleichstrom (DC) Block oder Pegelverschiebung, um schließlich einen Term proportional bekommen m(t). Schaltungstheorie besagt, dass ein DC-Block kann so einfach sein einen Koppelkondensator in einer Reihe mit dem Detektorausgang und die nächste Stufe der Signalverarbeitung wie Platzierung, die ein Verstärker verwendet werden können Kopfhörer oder einen Lautsprecher zu fahren, zum Beispiel.

Füllen Sie das Diagramm

Das Systemblockdiagramm für den Sender und Empfänger (Transceiver) wird hier gezeigt.

Es ist eine zusätzliche Komponente, nämlich ein Bandpassfilter (BPF), vor dem Hüllkurvendetektor. Der Filter wird erwartet, dass die Nachbarkanalstörungen an den Empfänger-Modell zu bekämpfen. Eine abstimmbare BPF Filter zentriert bei f_c kann ein BPF werden mit Mittenfrequenz festgelegt auf f_OB wenn Sie einen Mixer (Multiplikator) vor ihm platzieren.

Nun müssen Sie einen lokalen Oszillator (LO), um die Frequenz des empfangenen Signals zu verschieben, von f_c nach f_OB. Das lokale Oszillatorsignal ist tatsächlich ein Cosinus-Signal bei der Frequenz f_c +/ - f_OB. Die Mathematik hinter der Frequenzverschiebung ist auf dem FT-Modulationssatz basiert. Die Einbeziehung des Frequenz Front-End-Verschiebung wird als ein bekannter superheterodyne Empfänger.