Основы частотной и фазовой модуляции. Спектры сигналов при частотной и фазовой модуляции




Лекция № 7

Частотная и фазовая модуляция в радиопередающих устройствах

 

Учебные вопросы:

Основы частотной и фазовой модуляции. Спектры сигналов при частотной и фазовой модуляции.

Методы осуществления угловой модуляции.

Частотный и фазовый модуляторы. Стабилизация частоты несущей при частотной модуляции.

Частотная и фазовая манипуляция дискретных сообщений.

 

Введение

 

В современных системах радиосвязи широко применяется угловая модуляция, которая подразделяется на частотную (ЧМ) и фазовую (ФМ). В основном она применяется в радиовещании на УКВ, в звуковом сопровождении телевизионного вещания, в радиорелейных, тропосферных и спутниковых радиосистемах. Это связано с тем, что частотная и фазовая модуляция обеспечивают лучшую помехоустойчивость и более высокие энергетические характеристики, чем амплитудная модуляция, однако для этого им требуются большие необходимые полосы частот.

В данной лекции приводятся основы частотной и фазовой модуляции, представлены методы реализации угловой модуляции, рассмотрены частотный и фазовый модуляторы, вопросы стабилизация частоты несущей при частотной модуляции, раскрывается частотная и фазовая манипуляция дискретных сообщений.

 

Основы частотной и фазовой модуляции. Спектры сигналов при частотной и фазовой модуляции

 

Поскольку мгновенная частота w(t) с фазой q(t) сигнала связана соотношением:

, (1)

то частотная и фазовая модуляция взаимозависимы, 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 синусоидальным сигналом частотой W:

uмод(t)=Uмод cosW×t. (2)

При ЧМ и ФМ соответственно получим:

w(t)=w0+DwдевcosWt, (3)

где Dwдев = k Uмод – девиация частоты;

q(t)=w0t+DjдевcosWt+q0, (4)

где Djдев = k Uмод – девиация фазы.

Высокочастотное несущее колебание имеет вид:

. (5)

При ЧМ тональным сигналом (2) с учетом (3) несущее колебание (5) примет вид (см. рис. 1):

, (6)

где mч=Dw/W - индекс частотной модуляции.

Рис. 1 – Частотно-модулированный сигнал, т.е. несущее колебание, модулированное по частоте тональным сигналом

 

При ФМ тональным сигналом (2) с учетом (4) несущее колебание (5) принимает вид:

, (7)

где Djдев - девиация фазы, или индекс фазовой модуляции.

Из выражений (6) и (7) 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 (6) девиация частоты Dwдев=const при изменении частоты W, а девиация фазы сигнала меняется по закону Djдев=Dwдев/W.

При ФМ согласно (7) амплитуда колебания фазы сигнала Djдев=const, а мгновенная частота сигнала меняется по закону

, (8)

следовательно, девиация частоты пропорциональна частоте модулирующего сигнала Dwдев=Djдев/W. Данное различие между ЧМ и ФМ иллюстрируется с помощью графиков, построенных на рис. 2.

Рис. 2 – Различие между ЧМ и ФМ

 

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.



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2019-03-02 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: