2.7. Однополосная модуляция

Однополосной модуляцией называется вид гармонической модуляции, при которой энергия полезного сигнала сосредоточена только в одной из боковых полос: верхней или нижней. ОМ-сигнал можно записать как частный случай АМ-сигнала, без несущей и без одной из боковых полос.

(4.16)

При использовании нижней боковой полосы с частотой знак „+” перед изменяется на „-”.

ОМ-сигнал можно сформировать с помощью схемы, показан­ной на рис. 4.8, которая аналогична схеме БМ-сигнала, только на ее выходе включен фильтр для выделения либо верхней боковой полосы, либо нижней.

Рис. 4.8

Однополосная модуляция находит широкое применение в технике электрической связи, так как обеспечивает эффективное использование мощности передатчика и излучаемой по­лосы частот. Данная полоса частот вдвое меньше, чем при амплитудной и ба­лансной модуляциях.

При демодуляции однополосных сигналов можно использовать такую же процедуру, как и в случае балансной модуляции.

§3. Угловая модуляция

3.1. Виды угловой модуляции

Пусть имеется гармоническое высокочастотное колебание , которое можно записать в виде где - полная мгновенная фаза, определяющая те­кущее значение фазового угла. Отсюда вытекает следующее опре­деление: вид гармонической модуляции, при которой под воздей­ствием управляющего сигнала изменяется параметр модули­руемого колебания, а его амплитуда при этом сохраняется неиз­менной, называется угловой модуляцией. Такая модуляция реа­лизуется в двух вариантах: как фазовая и как частотная. В пер­вом варианте изменениям подвергаются фаза несущего колебания, а во втором, по закону управляющего сигнала, изменяется ча­стота.

3.2. Математический аппарат фазовой модуляции

Пусть модулирующим является гармонический сигнал:

(4.17)

Тогда мгновенная фаза модулированого сигнала будет имееть вид:

(4.18)

где: - начальная фаза высокочастотного колебания , а a – коэффициент пропорциональности.

В данном выражении первые два слагаемых определяют фазу исходного немодулированного колебания, а третье слагаемое по­казывает изменение фазы колебания в результате модуляции. Бу­дем называть индексом модуляции максимальное отклонение фазы модулированного колебания от фазы немодулированного колеба­ния:

(4.19)

Индекс модуляции, как следует из данного выражения, про­порциональный амплитуде модулирующего сигнала, не играет та­кую же роль, как и коэффициент модуляции в выражениях для AM-сигналов.

С учетом введенных обозначений ФМ-сигнал примет вид:

(4.20)

откуда его мгновенную частоту можно определить как производ­ную от фазы:

(4.21)

Нетрудно заметить, что ФМ-сигнал в различные моменты вре­мени имеет разные значения мгновенной частоты, которые от­личаются от частоты несущего колебания на значения . Следовательно, данный сигнал можно рассматривать и как колебание, модулированное по частоте. Наибольшее откло­нение частоты от значения несущей частоты получило на­звание девиации частоты:

(4.22)