Тема № 6. Елементна база мікропроцесорної техніки

1. Випрямлячі (загальна характеристика)

Випрямлячі – це пристрої, що служать для перетворення змінного струму
в постійний.
На мал. 1 представлена структурна схема випрямляча, до складу якого
входять:
• силовий трансформатор, що служить для перетворення (звичайно
зниження) змінної живлячої напруги;
• вентиль, що володіє однобічною провідністю, що забезпечує
перетворення змінного струму у випрямлений (струм одного напрямку);
• фільтр, що згладжує, який служить для перетворення випрямленого
струму в струм, близький за формою до постійного.

Мал. 1. Структурна схема випрямляча з осцилограмами напруг
Для перетворення змінного струму в постійний служать електричні
вентилі різних типів: електронні (кенотрони), напівпровідникові (германієві,
кремнієві й ін.), іонні (газотрони, тиратрони й ін.).

Напівпровідниковий вентиль (діод) характеризується головним чином
середнім припустимим значенням випрямленого струму й амплітудою
зворотної напруги.
Середнє значення струму визначає тепловий режим вентиля, так що
підвищення середнього значення струму поведе до перегріву вентиля.
Амплітуда зворотної напруги - це та найбільша напруга, яка може бути
прикладена до вентиля у зворотному (непровідному) напрямку, не піддаючи
його небезпеці пробою.
У випрямлячах вентилі з'єднують по певних схемах.

2. Некеровані випрямлячі

Некеровані випрямлячі призначені для перетворення змінної напруги в постійну нерегульованої величини. Знаходять як самостійне використання у якості джерела постійного струму, так і входять до складу більшості перетво­рювальних пристроїв.

У некерованих випрямлячах є жорсткий зв’язок між напругою живлення трансформатора і випрямленою напругою (див. табл. 2.1). На практиці є приймачі, що потребують регулювання випрямленої напруги в широких межах (регульовані електроприводи постійного струму). Із використанням некерованих випрямлячів це можливо шляхом регулювання вхідної змінної напруги за допомогою автотрансформаторів. Однак потужні автотрансформатори вимагають наявності потужних контактних перемикачів для змінювання кількості витків, не дозволяють змінювати коефіцієнт трансформації плавно, вимагають складних приводів для цих перемикачів. Окрім того, такі пристрої мають низьку швидкодію, тому в наш час для цих цілей отримали використання керовані випрямлячі (КВ) на безконтактних керованих перемикаючих пристроях - тиристорах, для керування якими використовують малопотужні електронні пристрої.

Структура випрямлячів

На вході (рис. 2.1) для перетворення змінної напруги джерела и₁ (діюче зна­чення) до значення и₂, що забезпечує необхідний рівень напруги на виході ви­прямляча, встановлюють силовий тран­сформатор (ТУ). Окрім того, трансфор­матор може використовуватися для перетворення кількості фаз напруги. Подальший процес перетворення міс­тить у собі низку послідовних етапів - випрямлення, згладжування і стабіліза­цію, що ілюструють часові діаграми на рисунку 2.1, де зображені миттєві зна­чення напруги.

На стадії випрямлення змінна на­пруга и₂ з виходу ТУ за допомогою ве­нтильної групи (ВГ), яка складається з декількох вентилів - випрямних діодів, перетворюється в пульсуючу напругу одного напрямку и_В. Форма кривої и_В, як показано нижче, залежить від схеми ви­прямлення - спільним є те, що значення иВ періодично змінюється (пульсує). Якщо навантаження увімкнути безпосе­редньо на вихід ВГ, то струм у ньому і_Н=и_В/R_Н - також буде пульсуючим.

Відомо, що періодичну несинусоїдальну функцію можна розкласти в гар­монійний ряд Фур'є, який для напруги и_В(ож) має вигляд

u_B(w)=U₀+U_1msin(wt+ψ₁)+U_2msin(2wt+ ψ₂)+...+U_kmsin(kwt+ ψ_k), ( 2.1)

Постійна складова розкладання (2.1) визначається як середнє за період значення и_В

Амплітуди змінних складових можна визначити виходячи з амплітуд синусного та косинусного рядів (див. п. 2.1.3).

Для струму і_Н розкладання має аналогічний вигляд. Таким чином, випрямлені и_В та і_Н можна подати у вигляді суми постійної і змінних їхніх складових. Наприклад, криву пульсуючої напруги и_П (рис. 2.2) можна отримати, склавши напруги U_О і u₁, чому відповідає розкладання и_П=U₀+U1_ітsinwt.

Реальні криві випрямленої напруги мають більш складний вигляд і, відповідно, більшу кількість гармонійних складових. Діючі значення напруги і струму, що пульсують:

На відміну від постійного струму, де Uс_Р=U, І_СР=І, діючі значення пульсуючих напруги і струму U>U_ср, І>І_СР. Корисними для приймачів постійного струму є лише середні значення напруги U_СР і струму І_СР. Наявність гармонійних складових обумовлює додаткові витрати енергії на нагрівання. Пульсації струму в машинах постійного струму викликають шкідливі пульсації електромагнітного моменту. Практично неприпустимі пульсації напруги живлення для електронних пристроїв.

Для зниження пульсацій випрямленої напруги (струму) до припустимого для навантаження значення, застосовують згладжувальні фільтри (ЗФ) із застосуванням реактивних L і С елементів. При цьому змінні складові не проходять крізь фільтр - виділяються на ньому, а на виході отримують практично незмінне значення U₀. Реальне значення напруги на виході фільтру U_Ф (рис. 2.1) має деякі пульсації відносно значення U₀, які значно менші ніж пульсації иВ.

Для живлення електронних пристроїв звичайно використовують стабілізатор напруги (СТ), що забезпечує постійність напруги на навантаженні із змінюванням його опору, або напруги живлення U₁. У деяких випадках елементи, що подані на рисунку 2.1, можуть бути відсутніми (наприклад, ТV, якщо напруга U₁ відповідає значенню потрібної напруги на навантаженні, або стабілізатор, якщо стабілізації напруги не потребується).

Основні схеми випрямлення

Для спрощення аналізу роботи розглядаються ідеалізовані схеми випрям­лячів. При цьому нехтуємо активним і реактивним опорами мережі змінного струму (силового трансформатору) і вважаємо вентилі (ключі) схеми ідеальними (нехтуємо прямим падінням напруги і процесами перемикання).

2.1. Однонапівперіодний випрямляч

Навантаження (рис. 2.3, а) підключено до трансформатора ТV за допомогою діода VD. Змінна напруга на виході ТV и₂=U_2т-sinwt (рис. 2.3, б). У позитивний напівперіод и₂ діод VD відкритий. Якщо прямим падінням напруги на діоді DU_пр нехтувати, вважаючи його ідеальним, то напруга и₂ повністю надходить до навантаження, тобто и_Н=и₂ і струм і_Н=и_Н/R_Н. У негативний напівперіод и₂ (знаки на рисунку 2.3, а у дужках) VD закритий. Якщо нехтувати зворотнім струмом, то і_Н=0, и_Н= 0. При цьому негативна напівхвиля и₂ прикладена до діода и_VD=и₂ (рис. 2.3, б), що є для нього зворотною напругою. Її амплітуда U_2т є максимальною зворотною напругою діода U_ЗВМAХ=U_2т. Процеси, що розглянуті, періодично повторюються.

Таким чином, у схемі використовується лише один (позитивний) напівперіод змінної напруги. Струм і напруга на навантаженні пульсують від нуля до максимуму. Кількість пульсацій за період напруги мережі - m=1.

Згідно з (2.2) середнє значення випрямленої напруги

Наявність постійної складової струму вторинної обмотки обумовлює до­датковий магнітний потік, що насичує залізо трансформатора. Це явище нази­вають примусовим намагнічуванням трансформатора. В наслідок чого зростає намагнічувальний струм, потрібний переріз дроту первинної обмотки і розмір трансформатора. Потужність трансформатора значно завищена.

У подальшому для зручності порівняння розрахункові параметри схем випрямлення зведені в таблицю (див. табл. 2.1).

2.2. Двонапівперіодний випрямляч з нульовим виводом

Вторинна обмотка трансформатора ТV (рис. 2.4, а) має вивід від середньої точ­ки (нульовий вивід - п), відносно якого напруги и₂₁ і и₂₂ змінюються у протифа- зі (зсунуті за фазою на 180° (рис. 2.4, б)). Напруга навантаження формується почерговим відкриванням діодів VDІ і VD2: на відрізку (0; p) и₂₁>0, відкрито VDІ, и_Н=и₂₁, і_Н =1; на відрізку (p ; 2p) и₂₂> 0, відкрито VD2, и_Н=и₂₂, і_Н=і₂ тощо.

Таким чином, використовуються обидва напівперіоди напруги мережі - струм у навантаженні і_Н=и_Н/R_Н=(і₁+і₂) безперервний. Кількість пульсацій ви­прямленої напруги за період напруги мережі - т = 2. Частота основної гармоніки (за номером к = 2 у (2.1)) f = 2 50= 100 Гц. Оскільки випрямлена напруга складається з двох напівхвиль, значення U_СР (табл. 2.1) буде вдвічі більше, ніж в однонапівперіодній схемі за U₂₁ =U₂₂=U₂ .

Унаслідок того, що діоди працюють по черзі, струм крізь кожний діод дорівнює половині випрямленого струму І_VDСР= 0,5 І_НСР =0,5 І₀. Коли струм прямує крізь один діод (наприклад, VD1), до другого (VD2) прикладена зворотна напруга всієї вторинної обмотки трансформатора (U₂₁ +U₂₂ =2U₂), тобто максимальна зворотна напруга діода U_ЗВМАХ = 2 U_2т .

2.3. Мостовий двонапівперіодний випрямляч

Складається (рис. 2.5, а) з двох пар діодів, що працюють почергово VD1, VD4 і VD2, VD3. У позитивний напівперіод напруги и₂ (полярність напруги на рисунку 2.5, а пока­зано без дужок) діоди VD1, VD4 увімкнуті в прямому напрямку, а VD2, VD3 у зворотному. Струм і₁₄ прямує крізь діод VD1 до точки " с ", а далі на наванта­ження R_Н - до точки «С» і крізь відкритий діод VD4 до правого затискача обмо­тки трансформатора. Струм від точки «С» при цьому не має змоги надходити до діода VD2 тому, що на його катоді потенціал вищий, ніж у точці "С", тобто цей діод закритий. У негативний напівперіод (полярність и₂ показана в дужках) струм і₂₃ прямує крізь діоди VD2, VD3, а VD1, VD4 закриті, струм навантаження і_Н має при цьому також напрямок від «с» до «С». Так само як і у схемі (рис. 2.4) використовуються обидва напівперіоди напруги джерела и₂. Значення и_СР (табл. 2.1) визначається аналогічно. Зворотною напругою для закритих діодів є вторинна напруга трансформатора (рис. 2.5, б). Назву «мостова» схема отрима­ла через те, що навантаження R_Н ввімкнено як «місток» між точками «с» і «С> катодної групи вентилів (VD1 і VD3, з'єднані катодами) і анодної групи венти­лів (VD2 і VD4, з'єднані анодами). При цьому струм навантаження завжди пря­мує крізь один діод із катодної групи із один з анодної. Через те, що діоди пра­цюють почергово, струм крізь один діод І_VDСР= 0,5 •І_НСР.

Відзначимо, що в однофазних схемах перемикання діодів здійснюється при зниженні струму до нуля, тобто комутація зводиться лише до зміни стану - вмикання/вимкнення.

На відміну від постійного струму, де ис_Р=и, І_СР=І, діючі значення пульсуючих напруги і струму и>и_ср, І>І_СР. Корисними для приймачів постійного струму є лише сере­дні значення напруги и_СР і струму І_СР. Наявність гармонійних складових обу­мовлює додаткові витрати енергії на нагрівання. Пульсації струму в машинах постійного струму викликають шкідливі пульсації електромагнітного моменту. Практично неприпустимі пульсації напруги живлення для електронних при­строїв.

Для зниження пульсацій випрямленої напруги (струму) до припустимого для навантаження значення, застосовують згладжувальні фільтри (ЗФ) із за­стосуванням реактивних L і С елементів. При цьому змінні складові не прохо­дять крізь фільтр - виділяються на ньому, а на виході отримують практично не­змінне значення и₀. Реальне значення напруги на виході фільтру и_Ф (рис. 2.1) має деякі пульсації відносно значення и0, які значно менші ніж пульсації и_В.

Для живлення електронних пристроїв звичайно використовують стабілі­затор напруги (СТ), що забезпечує постійність напруги на навантаженні із змінюванням його опору, або напруги живлення Ц₁. У деяких випадках елемен­ти, що подані на рисунку 2.1, можуть бути відсутніми (наприклад, ТУ, якщо напруга Ц відповідає значенню потрібної напруги на навантаженні, або стабі­лізатор, якщо стабілізації напруги не потребується).

3. Трифазні випрямлячі

Трифазна схема випрямлення з нульовим виводом (Міткевича)

Трифазна мостова схема випрямлення (Ларіонова)

3.1. Трифазна схема випрямлення з нульовим виводом (Міткевича)

Містить у собі (рис. 2.6) трифазний трансформатор (ТV), вторинні обмотки якого з'єднані зіркою, вентильну групу з трьох діодів VD1, VD2, VD3, катоди яких з'єднані (затискач 6), а аноди поєднані з відповідними затискачами «а», «в», «с» вторинної обмотки трансформатора.

Навантаження увімкнено між затискачем б і нульовим виводом трансформатора. Струм у навантаженні забезпечується почерговим підклю­ченням R_Н до відповідної фази трансформатора (у зв'язку з цим середній струм діода i_VDСр дорівнює 1/3 випрямленого струму - таблиця 2.1). При цьому відкрито діод фази, напруга якої и_2Ф найбільш позитивна. Так, на інтер­валі (а, в) (рис. 2.7) напруга и_2а більша за и₂в і игс - відкрито VD1, ин=и₂а. При цьому потенціал точки б - у_б= и_2а>0, а потенціали анодів VD2, VD3 відносно у негативні, тому діоди VD2, VD3 закриті. Коли відкрито діод VDІ, зворотна напруга на VD2 і VD3 визначається лінійними напругами вторинних обмоток трансформатора и_2ав і и_2ас. Звідки значення извмАх = и_Шт. На відрізку (в, с) напруга и_2В - більша за и_2а і и_2С - відкрито діод VD2, и_Н = и_2В (VDІ, VD3 - закриті) і т.д. Точки а, в, с (рис. 2.7) називають точками природної комутації, у них стається зміна діодів, що проводять струм. Крива випрямленої напруги иН повторює при цьому позитивну обвідну фазних напруг на вторинній обмотці трансформатора, струм i_Н=и_Н/R_Н, значення и_СР наведене в таблиці 2.1.

Наявність постійної складової фазних струмів вторинної обмотки трансформатора призводить до примусового намагнічування осердя [21]. Одним із негативних явищ при цьому є виникнення гармонійних складових струму, що споживається з мережі. Все це призводить до необхідності збіль­шення перерізу осердя і, відповідно, потужності трансформатора. Для уни­кнення цих факторів первинні обмотки трансформатора необхідно з 'єдну- вати за схемою «трикутник».

Рисунок 2.7 - Діаграми роботи трифазної схеми з нульовим виводом

3.2. Трифазна мостова схема випрямлення (Ларіонова)

Містить (рис. 2.8) дві послідовно з'єднані (узгоджено) з боку постійного струму вентильні групи: катодну VDІ, VD2, VD3 і анодну VD4, VD5, VD6. З боку змінного струму ці групи з'єднані паралельно (живляться від однакових фаз змінного струму). Легко переконатись, що кожна з них повторює роботу трифазної схеми з нульовим виводом (рис. 2.7), навантаження при цьому ввімкнено між затискачами йта е, тобто напруга на ньому

Рисунок 2.8 - Трифазна мостова схема випрямлення а) схема принципова; б) еквівалентна схема

Катодна група працює так, як показано вище для нульової схеми, тобто потенціал точки б змінюється за позитивною обвідною кривою фазних напруг (рис. 2.7 і рис. 2.9). Анодна група (VD4, VD5, VD6) працює аналогічно катодній, так, на відрізку а в '(рис. 2.9) напруга и_а найбільш від'ємна і відкрито діод VD4. При цьому потенціал точки е - у_е змінюється за негативною ділянкою и_а між точками а , в . Діоди VD5 і VD6 при цьому закриті, тому що напруги на їхніх ка­тодах (точки в і с схеми) вищі, ніж на анодах (точка е схеми). На відрізку в С' відкрито діод VD5, а VD6 і VD4 закриті тощо.

Таким чином, потенціал точки е змінюється за негативною обвідною кривої фазної напруги (рис. 2.9). Середнє значення випрямленої напруги для катодної і анодної груп визначається як і у нульовій схемі випрямлення (табл. 2.1). За їхнім послідовним узгодженим з'єднанням з боку постійного струму отримуємо вихідну напругу у 2 рази більшу, ніж її значення для нульової схеми ви­прямлення (табл. 2.1). Миттєве значення и_Н визначається згідно з (2.3) і зміню­ється за обвідною лінійної напруги (рис.2.9). Так, на відрізку ас' у_б=и_а, у_е=и_в, тобто и_Н=(и_а - и_в)=и_ав; на відрізку с В и_Н=и_ас і т.д.

Струм і_Н = и_Н/R_Н за формою повторює криву вихідної напруги і в кожну мить часу прямує крізь пару діодів (один із катодної, другий з анодної груп), що характерно для мостових схем. При цьому кожний з діодів проводить струм лише третину періоду.

Струм, що споживається з мережі, наприклад, у фазі а (і_а) формується з струму навантаження у разі вмикання діоду VD1 (позитивна напівхвиля) і VD4 (негативна напівхвиля).

Відзначимо, що у трифазних схемах випрямлення струм навантаження безперервний і формується почерговим підключенням до різних фаз мережі змінного струму. Таким чином, комутація зводиться до перемикання струму з одної гілки кола до іншої. У реальній схемі випрямляча з урахуванням індуктивності кола змінного струму процес комутації займає певний час і суттєво впливає на випрямлену напругу.

4. Згладжувальні фільтри

Для живлення низки вузлів електронної апаратури звичайно потрібна
постійна напруга. Напруга ж, одержувана на виході розглянутих випрямних
схем, є або пульсуючою (трифазний випрямляч), або імпульсною (одно- і
двонапівперіодний випрямляч). Для того щоб випрямлена напруга мала
необхідну форму, застосовують фільтри, що згладжують.
Фільтри, що згладжують, підрозділяються на ємнісні, індуктивні,
індуктивно-ємнісні.
Найбільш простим є ємнісний фільтр, який складається з конденсатора
CФ , включеного паралельно з навантаженням (мал. 8, а). Робота фільтра
заснована на здатності конденсатора швидко запасати електричну енергію, а
потім відносно повільно віддавати її в навантаження.

Мал. 8. Схема ємнісного фільтра (а) і графіки напруг у ньому (б)

Коли напруга на діоді Д, рівна різниці напруги джерела й напруги на
конденсаторі, позитивна, тобто UД =u -U C   > 0, то діод відкритий і CФ
заряджається. Тому що опір діода Д досить малий, конденсатор устигає

зарядитися майже до Um . Потім, коли UД = u - UC <0, діод замкнений і
конденсатор повільно розряджається через RH доти, поки напруга джерела u
знову  не  стане  більше  UC .     Час  розрядки  залежить  від  постійної  часу  τ = CФRФ , яка показує, протягом якого часу напруга на конденсаторі поменшає в 2,72 рази.
Ємнісні фільтри, як правило, використовують у випрямлячах малої
потужності.
У випрямлячах з більшими струмами застосовують індуктивні й
комбіновані фільтри. Ці фільтри забезпечують гарне згладжування струму в
навантаженні. Їхню роботу (мал. 9) зручно пояснювати, представляючи напругу на вході фільтра як суму постійної складової й цілого ряду гармонік (змінних складових). Тоді індуктивність і ємність фільтра являють собою дільник. На індуктивному опорі дільника ( XL = 2π fL) виділяється більша частина змінної, а на ємнісному ( X C = 1/2π fC ) - більша частина постійної складової напруги випрямляча.

Мал. 9. Комбінований LC -фільтр

5. Стабілізатори напруги

Обладнання, що підтримує автоматично постійну напругу на навантаженні при зміні дестабілізуючих факторів у певних межах, називається
стабілізатором напруги. Такими дестабілізуючими факторами є вхідна
напруга й опір навантаження, які змінюються в процесі роботи обладнання.
Існує два методи стабілізації напруги: параметричний і компенсаційний.
У параметричних стабілізаторах використовуються елементи з
нелінійною вольт-амперною характеристикою (стабілітрони).
Компенсаційні стабілізатори мають більш оптимальні параметри. Робота
таких стабілізаторів заснована на порівнянні вхідної напруги із заданим
стабільним. Залежно від різниці між стабільним і вихідним напругами
(неузгодженістю) здійснюється автоматичний вплив (регулювання), спрямоване на зменшення цієї неузгодженості. Як приклад розглянемо схему стабілізатора, наведену на мал. 10.

Мал.10. Схема компенсаційного стабілізатора напруги
Стабільна (опорна) напруга UCT створюється на кремнієвому стабілітроні
Д. Транзистор Т відіграє роль елемента, що порівнює й регулює. Між базою й емітером діє невелика позитивна напруга U БЕ =  U CT -U ВИХ.
Таким чином, U ВИХ ≈ U CT. Уявимо собі, що напруга на виході U ВИХ трохи
зросла. Отже, напруга U БЕ = U CT - U ВИХ поменшає й транзистор почне
закриватися (поменшає вихідний струм емітера). Ця обставина приведе до
зменшення вихідної напруги практично майже до колишнього значення.
Надлишок напруги впаде на транзисторі.
Найважливішим параметром, що характеризують роботу схеми
стабілізатора, є коефіцієнт стабілізації, що представляє собою відношення
відносної зміни вхідної напруги до відносної зміни вихідної напруги (при RH
=const):

де U BX й U ВИХ - номінальні значення вхідного й вихідного напруг.

6. Модуляція сигналу

Модуля́ція  (англ. modulation) — процес зміни в часі за заданим законом параметрів (характеристик) якогось з регуляторних фізичних процесів. Практичне значення має модуляція коливань — накладання низькочастотного інформаційного сигналу на високочастотний сигнал-носій для передачі на великі відстані.

Амплітудна модуляція (AM) відноситься до числа найпростіших і набули
широкого застосування завдяки своїй простоті в здійсненні і використанні. При АМ амплітуда несучого коливання є функцією часу виду

де Am0 - постійна, що дорівнює середньому значенню амплітуди;
F(t)—функція часу, змінюється за таким же законом, що і сигнал, що
модулює, і має назву модуляційної функції.
Способи здійснення АМ зазвичай засновані на зміні потенціалів
електронних приладів, що входять до складу пристроїв, що передають
радіосигнали. У найпростішому випадку амплітудно-модульоване (АМ)
коливання струму можна отримати в колі зі змінним опором, до якого
прикладена напруга високої частоти, а закон зміни визначається модуляційною функцією. Подібним змінним опором може служити, наприклад, вугільний мікрофон.
Аналітично АМ коливання визначаються виразом вигляду

При гармонійній (однотональній) модуляції, коли

для АМ коливання отримуємо

де т - коефіцієнт модуляції;
Ω - частота модуляції.

Рис. Ф1. Сигнал з амплітудною модуляцією
Коефіцієнт модуляції т називають також глибиною модуляції. При
амплітуда АМ коливання не приймає від'ємних значень (рис. Ф1).
Така модуляція називається неспотвореної. При m>1 значення Am(t) на деяких
інтервалах часу стають негативними, що приводить до перемодуляції,
пов'язаної з спотворенням обвідної коливання (рис. Ф2). Щоб уникнути цього
коефіцієнт модуляції вибирають не більше одиниці.
0 £ m £1

Рис. Ф2. Явище перемодуляції
При неспотвореної модуляції амплітуда АМ коливання змінюється в
межах від Атmin = Amo (1 - т) до Ammax=Amo (1 + m). При цьому коефіцієнт
модуляції може бути знайдений як відношення максимального збільшення ΔAт амплітуди коливань до середнього її значенням Am0:

Часто́тна модуля́ція (ЧМ, FM, англ. Frequency modulation) — тип аналогової модуляції, за якого частота вихідного сигналу змінюється у часі залежно від миттєвого значення інформаційного сигналу, тобто інформаційний сигнал керує частотою опорного сигналу. У порівнянні з амплітудною модуляцією, амплітуда сигналу залишається постійною.

Переваги ЧМ у порівнянні з АМ^[3]

·        висока завадостійкість;

·        має краще співвідношення сигнал/шум на виході приймача (більш ніж у 100 разів);^[4]

·        потребує меншої випромінюваної потужності передавача;

·        мала інтерференція між сусідніми станціями;

·        простіше розраховується зона покриття для заданої потужності сигналу;

Недоліки ЧМ у порівнянні з АМ

·         більша пропускна здатність (майже у 20 разів);

·         потребує більш складної конструкції приймача і передавача.

Фазова модуляція — один з видів модуляції, при якій фаза несучого коливання керується інформаційним сигналом. Фазомодульований сигнал має такий вигляд: , де — обвідна сигналу, є модулюючим сигналом, — частота несного сигналу, — час.

7. Демодуляція

Демодуляція або детектува́ння (англ. demodulation, detection, rectification; рос. демодуляция, детектирование) — перетворення високочастотних модульованих (наприклад, за амплітудою) коливань для виділення низькочастотного сигналу; є процесом, зворотним до модуляції коливань, і складовою частиною радіоприйому.

Найбільш поширений випадок детектування — демодуляція — процес, зворотний модуляції, тобто виділення НЧ модулюючого сигналу з модульованих ВЧ коливань (наприклад, виділення коливань звукової частоти або сигналів зображення).

У більшості детекторів демодуляція здійснюється за допомогою електронних приладів з нелінійною ВАХ (діодів, транзисторів тощо). Відповідно до видів модуляції коливань розрізняють амплітудні, частотні і фазові Детектори. У амплітудному детекторі, призначеному для детектування амплітудно-модульованих (АМ) коливань, як елемент з нелінійною ВАХ найчастіше застосовують напівпровідниковий діод. У колі детектора АМ коливання перетворюються в ВЧ імпульси струму одного напряму, амплітуда яких змінюється за законом модуляції ВЧ коливань. Цей струм створює на резисторі в колі діода імпульси напруги, амплітуда яких також змінюється за законом модуляції. Резистор з'єднується з діодом або послідовно (послідовний детектор), або паралельно (паралельний детектор). За допомогою електричного фільтра низьких частот із спектра імпульсної напруги виділяються коливання звукової частоти, що повторюють модулюючий сигнал. Здебільшого продетектована напруга підводиться потім до підсилювача електричних коливань.