Угловая модуляция

различают частотную и фазовую модуляцию.

рассмотрим как изменяются колебания при частотной и фазовой модуляции.

- девиация фазы, пропорциональная амплитуде модулирующего сигнала. ;

- девиация частоты – индекс фазовой модуляции.

Изменение фазы:

Величина /???? – индекс частотной модуляции и показывает во сколько раз девиация частоты больше частоты модулирующего сигнала.

При модуляции чистым тоном, частотная и фазовая модуляции неразличимы.

Фазовую модуляцию можно перенести в частотную, если исходное сообщение пропустить через интегрирующую цепь.

Достоинства угловой модуляции:

- высокие энергетические показатели, т.е. амплитуда не изменяется;

- требуется маломощный модулятор, т.к. управление осуществляется неэнергетическим параметром;

- высокое помехоустойчивость (отношение С/Ш в 10 раз меньше, чем при АМ);

- можно обеспечить высокую линейность модуляционной характеристики. К_г=0,01%.

Различают узкополосную и широкополосную ЧМ. Узкополосная: m₄<0,5; спектр колебаний:

Широкополосная ЧМ: М₄>3; спектр шире, чем при АМ.

Общая полоса частот, ширина спектра при широкополосной ЧМ:

F_max – max f в спектре модулирующего сигнала.

Различают 2 метода формирования сигнала с ЧМ:

1. прямой метод: осуществляется изменение частоты задающего АГ в соответствии с передаваемым сообщением.

Управляемые ЭL: варикапы, реактивные транзисторы, L и С, L варакторы, кристаллы ????????????? граната.

2. косвенный метод: фазовая модуляция сигнала; за счет предискажений сигнала фазовой модуляции переходит в ЧМ.

Работа реактивного транзистора:

U_вх и I_вх – радиочастотные.

. Сопротивление . Одно из сопротивлений: чисто активное; другое: реактивное.

В С – ток опережает U_С.

I_к отстает от U_вх: эквивалентно индуктивности.

Для управления реактивностью таких VT, необходимо менять крутизну их.

В качестве АЭ необходимо выбирать лампу или VT с квадратичной характеристикой (полевые VT).

Управляет крутизной – изменение смещения (сеточная или базовая модуляция).

Х_с>>R

X_L>>R

R>>X_L

Методы получения частотной модуляции

1. прямой метод: управляем частотной задающего АГ

изменяя L или С, можно изменять частоту колебаний АГ.

"-" – показывает, что при увеличении L или С, частота уменьшается.

2. косвенный метод: основан на взаимосвязи частотной и фазовой модуляции. За основу берется фазовая модуляция, но модулирующий сигнал пропускается через интегратор; и ФМЧМ.

Постоянная времени стандартизована.

Сравнительный анализ двух методов.

Достоинства прямого метода: получение большой девиации частоты; простота реализации схемы.

Недостаток: низкая стабильность частоты (т.к. здесь воздействуем на АГ); поэтому вводят автоподстройку частоты АПЧ:

(используется в синтезаторах частоты).

Девиация частоты порядка 5 Гц.

Или для увеличения стабильности частоты переходят к косвенному.

ЗАГ делают кварцевым, т.е. с большой стабильностью частоты.

При ФМ девиация частоты: =??_min много умножителей; увеличиваются субгармоники.

Достоинство: высокая линейность модуляционной характеристики.

Реализация прямого метода ЧМ:

VT1 – реактивный (????)

Наиболее применяемый варикап.

Емкость варикапа = емкость диффузии + емкость заряда + емкость выводов.

Наиболее большая: зарядовая емкость.

На варикап нужно подать смещение U₀ (рабочую точку).

Невысокая линейность (с одиночным варикапом) применяют 2 встречно-включенных, но здесь уменьшается стабильность частоты.

Для увеличения стабильности частоты применяют частотную модуляцию в кварцевом АГ.

L – для расширения полосы между частотой последовательного и параллельного резонанса.

Варикап компенсирует L.

Изменение емкости варикапа приводит к изменению эквивалентной индуктивности цепочки и осуществляется ЧМ.

BQ – обеспечивает высокую Q схемы и увеличивается стабильность частоты АГ.