Частотная и фазовая модуляция.
Поскольку мгновенная частота w(t) с фазой q(t) сигнала связана соотношением
то частотная и фазовая модуляции взаимосвязаны, их объединяют даже общим названием - угловая модуляция. При частотной модуляции (ЧМ) мгновенная частота сигнала изменяется по закону модулирующего сигнала, при фазовой (ФМ) - фаза. Поэтому при модуляции тестовым гармоническим сигналом частотой W
uмод(t)=UмодcosWt
при ЧМ и ФМ соответственно получим:
w(t)=w0+DwдевcosWt,
q(t)=w0t+DjдевcosWt+q0,
где Dwдев=kUмод – девиация частоты;
Djдев=kUмод – девиация фазы,
k – масштабный множитель.
При ЧМ однотоновым сигналом uмод(t)=UмодcosWt с учетом w(t)=w0+DwдевcosWt несущее колебание примет вид:
где mч=Dw/W - индекс частотной модуляции.
При ФМ однотоновым сигналом uмод(t)=UмодcosWt с учетом q(t)=w0t+DjдевcosWt+q0, несущее колебание принимает вид:
,
где Djдев - девиация фазы, или индекс фазовой модуляции.
Рис. 9 – Вид сигнала при ЧМ
Из
и
следует, что при частоте модулирующего сигнала W=const отличить ЧМ от ФМ не представляется возможным. Это различие можно обнаружить только при изменении частоты W.
При ЧМ согласно
девиация частоты Dwдев=const при изменении частоты W, а девиация фазы сигнала меняется по закону Dφдев=Dwдев/W.
При ФМ согласно амплитуда колебания фазы сигнала Djдев=const, а мгновенная частота сигнала меняется по закону
,
следовательно, девиация частоты пропорциональна частоте модулирующего сигнала Dwдев=Djдев/W. Данное различие между ЧМ и ФМ иллюстрируется с помощью графиков.
|
|
|
Рис. 10 – Различие между частотной и угловой модуляцией
Таким образом, при ЧМ и ФМ меняется как мгновенная частота, так и фаза модулируемого ВЧ сигнала. Основные параметры, характеризующие эти виды модуляции, - девиация частоты Dwдев и девиация фазы Djдев - по-разному зависят от частоты модулирующего сигнала W.
Понятие модуляционной характеристики и ее вид при анодной модуляции. Проблема уменьшения нелинейных искажений при модуляции.
Рис. 1
Для осуществления неискаженной амплитудной модуляции необходимо правильно выбрать режим работы ГВВ. Критерием такой оценки является линейность статической модуляционной характеристики - зависимости 1-й гармоники тока ВЧ модулируемого генератора от постоянного напряжения на электроде электронного прибора, на который подается модулирующий сигнал.
В соответствии с данным определением при анодной модуляции это есть зависимость 1-й гармоники анодного тока ВЧ лампового генератора Iа1 от постоянного напряжения на аноде лампы Еа (рис. 2, а), при коллекторной модуляции - зависимость 1-й гармоники коллекторного тока ВЧ транзисторного генератора IК1 от постоянного напряжения на коллекторе ЕК (рис. 2, б).
|
|
|
Рис. 2
На характеристиках точке 1 соответствует режим молчания или несущей, точке 2 - максимальный, точке 3 - минимальный режим. Чем меньше графики модуляционных характеристик Iа1(Ea) и IК1(ЕК) отклоняются от прямой линии, тем меньше уровень нелинейных искажений передаваемого сообщения за счет амплитудной модуляции. Для получения линейности этих графиков точка 2 на них должна соответствовать граничному режиму работы, а все остальные – перенапряженному (рис. 3).
Рис. 3
При этом КПД генератора на протяжении всей характеристики остается приблизительно неизменным. Необходимость обеспечения при m=1 пиковой мощности, в четыре раза превосходящей мощность в режиме молчания, и соблюдение линейности статической модуляционной характеристики (рис. 2) - два сложно выполнимых требования, предъявляемые к радиопередатчикам с амплитудной модуляцией. При этом в пиковой точке (точка 2) все параметры генераторной лампы и транзистора не должны превосходить предельно допустимых параметров на данные электронные приборы.
Мощность модулятора расходуется на формирование компонентов боковых полос модулированного сигнала. Сам модулятор представляет собой усилитель мощности низкой частоты.
|
|
|
Рис. 4 – Анодно-экранная модуляция за счет автосмещения
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 1096; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!