Faasimodulatsioon kui andmeedastusmeetod

Faasimodulatsioon kui andmeedastusmeetod
Faasimodulatsioon kui andmeedastusmeetod
Anonim

Nagu teate, koosneb raadiosagedussignaal kandjast, mis põhineb raadioemissioonil lihtsa harmoonilise võnke kujul u (t)=U cos (ωt + φ). Sellest järeldub, et kandesagedussignaalis on kolm sõltumatut parameetrit, millele tegutsedes on võimalik fikseerida juhtsignaali muutusi.

See tähendab kolme tüüpi võimalust: amplituud (AM), sagedus (FM) ja faasimodulatsioon (PM).

Faasi modulatsioon
Faasi modulatsioon

Faasimodulatsioon on meetod analoog- või digitaalinfo edastamiseks, muutes edastatava signaali kandesageduse algnurka (faasi) φ0.

Sellega sõltub faas φ(t) juhtsignaali (moduleeriva) amplituudist, st. φ(t)=ω0t + Δφ∙sinΩt + φ0==φ0 + ke (t), kus k on proportsionaalsustegur.

Faasimoduleeritud signaali kirjeldatakse üldiselt avaldisega u (t)=Un sin [ωt + φ (t))].

Ühe tooniga moduleerimisel [e (t)=E sin Ωt] saame: φ(t)=φ0 + kE sin Ωt=φ 0 +Δφmaxsin Ωt.

Pärast φ(t) väärtuse asendamist faasimoduleeritud signaali võrrandis saame u (t)=Un sin (ω n t + φ0 + Δφmax sin Ωt), kus Δφmax on maksimaalne faasimuutus, mis on võrdeline juhtpinge amplituudiga. Δφmaxnimetatakse muidu nurkmodulatsiooniindeksiks ja seda tähistatakse m.

Nagu näete, FM juures m=Δφmax =kE. Ajaliselt muutuva faasinurga Θ (t) hetkeväärtus on Θ (t)=ωn t + φ0 + msin Ωt, seega ω=d Θ (t)/dt=ωn + mΩ cosΩt, kus mΩ=ΔφmaxΩ=Δ ω n =kEΩ – maksimaalne sageduse kõrvalekalle ωnjuures PM, mis on otseselt proportsionaalne moduleeriva võnkumise amplituudi ja sagedusega.

faasimodulaator
faasimodulaator

Seega on PM puhul maksimaalset faasimuutust iseloomustav modulatsiooniindeks võrdeline juhtsignaali amplituudiga ega sõltu modulatsioonisagedusest. Sageduse muutus keskmise väärtuse (hälbe) suhtes muutub otseses proportsioonis moduleeriva pinge amplituudi ja sagedusega.

Sõltuv alt kasutustingimustest on faasimodulatsioonil mitu varianti. Üks neist on eelkõige suhteline faasinihke võtmed.

Sellel kujul muutub olenev alt moduleerivast signaalist ainult signaali faas ning sagedus jaamplituud jääb muutumatuks. OFM puhul ei ole teabe väärtus faasi absoluutne muutus, vaid selle muutus eelmise väärtuse suhtes.

Elektroonilist vooluringi, mis põhjustab moduleeritud lainekuju faasinurga (moduleerimata kandja suhtes) muutumise vastav alt moduleerivale signaalile, nimetatakse faasimodulaatoriks.

Selliseid pilte on välja töötatud mitut tüüpi. Lihtne modulaatoriahel sisaldab varicapi - dioodi, mis on võimeline juhtpinge mõjul muutma ristmiku mahtuvust. Selles vooluringis muudab moduleeriv pinge varikapi mahtuvust. Faasinihe sõltub selle dioodi mahtuvuse suhtelisest väärtusest ja koormustakistusest R.

suhteline faasinihke võtmed
suhteline faasinihke võtmed

Seega sõltub see nihe moduleerivast pingest. See põhjustabki raadiosignaali faasimodulatsiooni. Selline nihe on aga mittelineaarselt seotud moduleeriva pingega, varikapi mahtuvus on mittelineaarselt seotud moduleeriva pingega, mis tekitab lisaprobleeme faasimodulaatorite projekteerimisel.

Puhtal kujul ei ole faasimodulatsiooni laialdaselt kasutatud selle omase tõsise puuduse – madala mürakindluse tõttu.

Soovitan: