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