Zapojení modulátorů

Střední odborná škola Otrokovice

www.zlinskedumy.cz

Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je ing. Miroslav Hubáček.Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN: 1802-4785, financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR.

Provozováno Výzkumným ústavem pedagogickým v Praze.

Charakteristika 1 DUM

Název školy a adresa Střední odborná škola Otrokovice, tř. T. Bati 1266, 76502 Otrokovice

Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0445 /1

Autor Ing. Miroslav Hubáček

Označení DUM VY_32_INOVACE_SOSOTR-EL-ELZ/2-EL-2/4

Název DUM Zapojení modulátorů

Stupeň a typ vzdělávání Středoškolské vzdělávání

Kód oboru RVP 26-51-H/01

Obor vzdělávání Elektrikář

Vyučovací předmět Elektronická zařízení

Druh učebního materiálu Výukový materiál

Cílová skupina Žák, 16 – 17 let

Anotace Výukový materiál je určený k frontální výuce učitelem, případně jako materiál pro samostudium, nutno doplnit výkladem; náplň: seznámení s principy impulsové modulace a jejím využitím

Vybavení, pomůcky Počítač, dataprojektor, interaktivní tabule

Klíčová slova Impulsová modulace, binární signál, vzorkování

Datum 2. 3. 2013

Zapojení modulátorů

Náplň výuky

Obecný princip modulátoruDruhy modulátorůPříklady zapojení modulátorůVyužití při analogové a digitální modulaci

Obecný princip modulátoru

Modulátor je zařízení, které umožňuje přenos signálu pomocí nosného signálu, jehož frekvence je vybrána tak, aby ji bylo možno přenášet po přenosové cestě.

Nosný signál

Modulační signál

Modulovaný signál

Obr. 1: Princip modulátoru

Modulátor versus demodulátor

• z fyzikálního hlediska není mezi modulací a demodulací žádný rozdíl

• jedná se o vzájemné působení dvou elektrických signálů, z nichž jeden je označen jako nosný a druhý jako modulační

• modulátor upravuje vysílaný signál na přenosovou cestu demodulátor převádí přijatý signál z přenosové cesty na požadovaný signál

• modulační signál může být• analogový• digitální

spojitá modulace – nosný signál má harmonický průběhimpulsní modulace – nosný signál tvoří řada impulzů

Druhy modulátorů

Podle způsobu modulace• modulátory pro analogovou modulaci

• amplitudovou – AM• frekvenční – FM• fázovou – PM

• impulsové

Podle použitých součástek• diodové• tranzistorové• s operačními zesilovači

Diodový AM modulátor

Obr. 2: Dvoucestný diodový modulátor

UΩ – nosný signálUω – modulační signálUAM – modulovaný signál

Princip činnosti diodového modulátoru

• na sekundární straně transformátoru TR1 je napětí odpovídající kladnému napětí na anodě diody D1

• dioda D1 se otevírá a tím se umožní průchod modulačního signálu přes sekundární vinutí transformátoru TR3 na výstup modulátoru, představovaného transformátorem TR2

• na sekundární straně transformátoru TR1 je napětí odpovídající zápornému napětí na anodě diody D1

• otevírá se dioda D2, která umožní průchod modulačního signálu na výstup modulátoru v opačné fázi, než byla v předchozím případě.

Kruhový AM modulátor

Obr. 3: Kruhový modulátor

UΩ – nosný signálUω – modulační signálUAM – modulovaný signál

Princip činnosti kruhového modulátoru

• při kladné půlvlně nosného signálu jsou otevřeny diody D1 a D4

• modulační napětí se z transformátoru TR1 dostane na výstup, představovaný transformátorem TR2

• při záporné půlvlně nosného signálu jsou otevřeny diody D2 a D3

• modulační napětí se dostane na výstup v opačné fázi

Tyto AM modulátory s potlačenou nosnou vlnou, tzv. vyvážené modulátory využívají diody jako přepínače, které jsou ovládány nosnou vlnou.

Frekvenční modulátor

Obr. 4: Frekvenční modulátor

Frekvenčně modulovaný signál získáme rozlaďováním LC oscilátoru varikapem. Změnou napětí na varikapu se mění jeho kapacita a tím i rezonanční frekvence rezonančního obvodu oscilátoru.

Fázový modulátor

Fázově modulovaný signál získáme rozlaďováním paralelního rezonančním obvodu, který bude v úzkém pásmu rozlaďován reaktančním prvkem.Tímto prvkem může být varikap, tranzistor nebo indukčnost,který bude řízen modulačním napětím.

Obr. 5: Fázový modulátor

Impulsový modulátor

Obr. 6: Impulsový modulátor

výstup

Princip činnosti

Příklady využití v praxi

• bezdrátový přenos dat• digitální vysílání• digitální příjem

• v primárním modulátoru se nejprve namoduluje vstupní modulační signál na vysokofrekvenční nosnou vlnu o kmitočtu f

• tento signál má podobu signálu PCM • v modulátoru se uskutečňuje dvojstavové klíčování s

fázovým posuvem, označované jako modulace B-PSK

Kontrolní otázky:

1. Vysvětlete princip modulátoru a demodulátoru.

2. Proveďte základní rozdělení analogových modulátorů.

3. Vysvětlete princip diodových modulátorů.

4. Kde se využívají analogové a impulsové modulátory?

Seznam obrázků:

Obr. 1: vlastní

Obr. 2: KORF. Pulsní modulace: PAM. In: [online]. 2012 [vid. 21.2.2012]. Dostupné z: TKS_1 - modulace.ppt - Zefram

Obr. 3: KORF. Pulsní modulace: PŠM a PPM. . In: [online]. 2012 [vid. 21.2.2012]. Dostupné z: TKS_1 - modulace.ppt - Zefram

Obr. 4: ČVUT. Modulace: PCM modulace. In: [online]. 2012 [vid. 22.2.2012]. Dostupné z: www.comtel.cz/files/download.php?id=5126

Obr. 5: vlastní

Obr. 6: MFF UK. Radiokomunikační systémy: BSK modulace. In: [online]. 2012 [vid. 2.3.2012]. Dostupné z: http://physics.mff.cuni.cz/kfpp/skripta/elektronika/cdm/cdm2.html

Seznam použité literatury:

[1] BEZDĚK, M., Elektronika I. České Budějovice: KOPP, 2002. ISBN 80-7232-171-4.

[2] MACHÁČEK, Z., NEVŘIVA, P., Modulované signály. Ostrava: VŠB-TUO, 2012. ISBN 978-80-248-2600-4.

[3] Modulace. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. 2012 [cit. 10. 2. 2013]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Modulace

[4] KORF, J. DOI: modulační metody. [online]. 2012 [cit. 21.2.2013]. Dostupné z: TKS_1 - modulace.ppt - Zefram

Děkuji za pozornost