Модуляция электромагнитных кабелей презентация

Модуляция – изменение амплитуды высокочастотных колебаний с помощью электрических колебаний звуковой частоты.

Передаваемая информация заложена в управляющем (модулирующем) сигнале, а роль переносчика информации выполняет высокочастотное колебание, называемое несущим. Модуляция, таким образом, представляет собой процесс «посадки» информационного колебания на заведомо известную несущую.В результате модуляции спектр низкочастотного управляющего сигнала переносится в область высоких частот. Это позволяет при организации вещания настроить функционирование всех приёмо-передающих устройств на разных частотах с тем, чтобы они «не мешали» друг другу.В качестве несущего могут быть использованы колебания различной формы (прямоугольные, треугольные и т. д.), однако чаще всего применяются гармонические колебания. В зависимости от того, какой из параметров несущего колебания изменяется, различают вид модуляции (амплитудная, частотная, фазовая и др.).

Способы модуляции
Первый способ часто называется также модуляцией или аналоговой модуляцией, подчеркивая тот факт, что кодирование осуществляется за счет изменения параметров аналогового сигнала. Второй способ обычно называют цифровым кодированием. Эти способы отличаются шириной спектра результирующего сигнала и сложностью аппаратуры, необходимой для их реализации.

Типы модуляции
Гармоническая модуляция
Импульсная модуляция
Дискретная модуляция

Модуля́тор — устройство, изменяющее параметры несущего сигнала в соответствии с изменениями передаваемого (информационного) сигнала.
По виду управляемых параметров модуляторы делятся на амплитудные, частотные, фазовые, квадратурные, однополосные и т.д.

Колебания звуковой частоты (звук) представляют собой сравнительно медленные колебания (17 – 20000Гц). Электромагнитные волны такой частоты почти не излучаются.

Для передачи звука на большие расстояния необходимо использовать высокочастотные электромагнитные колебания.
Для этого используется генератор высокой частоты (ГВЧ).
ГВЧ
Генератор выдаёт электромагнитную волну с частотой более 200000Гц.

ГВЧ
Генератор высокой частоты соединяется со специальным модулирующим устройством.
Модуляция – изменение амплитуды высокочастотных колебаний с помощью электрических колебаний звуковой частоты.
Модулирующее
устройство
Микрофон

ГВЧ
Модулирующее
устройство
На выходе модулирующего устройства образуется высокочастотная электромагнитная волна, амплитуда которой меняется в зависимости от колебаний звуковой частоты.
Передающая
антенна

ГВЧ
Модулирующее
устройство

Аналогия между механическими и электромагнитными колебаниями

Колебания – это…
Колебания – физические процессы различной физической природы, в которых изменения физических величин периодически повторяются со временем.

Свободные колебания – колебания, возникающие в колебательной системе под действием внутренних сил.
Вынужденные колебания - колебания, возникающие под действием периодически изменяющихся внешних сил.

1
Х maх
V=0
Ек=0
Еп>0

2
Х ↓
V ↑
Ек >= 0↑
Еп>=0↓

3
Х =0
V maх
Ек > 0
Еп=0

4
Х ↑
V ↓
Ек >=0 ↓
Еп >=0 ↑

5
Х maх
V=0
Ек=0
Еп>0

Свободные электромагнитные колебания – периодически повторяющиеся изменения силы тока в электрической цепи, сопровождающиеся периодическими превращениями энергии ЭП в энергию МП и наоборот, происходящие без потребления энергии от внешних источников.

Электрический колебательный контур – электрическая цепь из конденсатора и катушки, в котором происходят электромагнитные колебания.

При замыкании обкладок заряженного конденсатора через катушку, в цепи возникает электрический ток.
WМП=0
WЭП max
1

2
Возникает явление
самоиндукции =>
I↑
Uc↓
Wэп >= ↓
Wмп >= ↑

3
Конденсатор разрядился.
IL max
WЭП = 0
W МП max

4
IL↓ → ФL↓→ возникает ЭДСsi → возникает IiL → ФL↑ → конденсатор перезаряжается индукционным током катушки.
WМП >= 0 ↓
WЭП >= 0 ↑

5
Конденсатор полностью перезарядился и сила тока равна нулю.
WМП=0
WЭП max

Аналогия

Свободные электромагнитные колебания

По закону сохранения энергии

По закону сохранения энергии

Амплитуда силы тока при свободных колебаниях в колебательном контуре 100 мА. Какова амплитуда напряжения на конденсаторе колебательного контура, если емкость этого конденсатора 1 мкФ, а индуктивность катушки 1 Гн? Активным сопротивлением пренебречь.

В колебательном контуре индуктивность катушки равна 0,2 Гн, а амплитуда колебаний силы тока 40 мА. Найти энергию электрического поля конденсатора и магнитного поля катушки в тот момент, когда мгновенное значение силы тока в 2 раза меньше амплитудного значения.
дано:
найти wc, wl.
решение.
ответ: wl = 40 мкдж, wc = 120 мкдж.