26. Амплитудная модуляция.

На рис. 4 приведен график, поясняющий процесс амплитудной модуляции.

Кривая u=u(t) дает закон изменения во времени носителя информации. До момента t₁ (начала модуляций) и после момента t₂ (конца модуляций) носитель изменяется по синусоидальному закону (4).

Кривая f(t) – закон изменения непрерывной величины, информацию о которой необходимо передать. Для этой цели необходимо иметь преобразователь, на выходе которого создавалось бы электрическое напряжение, изменяющееся по закону , где U постоянная величина, не превышающая амплитуды носителя U₀, k – множитель, выбираемый из условия kf(t)  1.

Рис. 4. Амплитудная модуляция синусоидальных колебаний.

Отношение называют глубиной модуляции.

Используя ту или иную электрическую схему, напряжением U воздействуют на амплитуду колебаний носителя сообщений так, чтобы она увеличилась или уменьшилась в зависимости от модуля и знака напряжения U. В результате получается, что носитель будет изменяться уже по закону

,

т.е. с амплитудой, изменяющейся во времени. Огибающая амплитуд носителя будут изменяться потому же закону, что и напряжение U, закон которого отличается от закона f(t) только масштабом числовых значений.

Модулированное по амплитуде переменное напряжение, пройдя канал связи, поступает на демодулятор в виде одно- или двухполупериодного выпрямителя с фильтром, на выходе которого получается постоянное напряжение, изменяющееся по тому же закону f(t), что и предмет сообщения.

Частота колебаний носителя должна быть больше частоты наивысшей гармонической составляющей процесса изменения во времени величины f(t), сведения о которой подлежат передаче.

27. Частотная модуляция.

Амплитуда гармонических колебаний при частотной модуляции остается неизменной, а частота изменяется по закону:

(5)

где  - постоянная величина, не превышающая ₀; k- множитель, выбираемый из условия kf(t)1; f(t) – закон изменения во времени непрерывной величины, сообщение о которой нужно передать.

Мгновенное значение переменного синусоидального напряжения вместо обычной формы

можно представить в таком виде:

(6)

где – мгновенное значение фазы.

Если частота постоянна, то если частота непостоянна, то Для синусоидального колебания, модулированного по частоте, (6) принимает вид

Подставляя сюда выражение для  из (5), получим

(7)

Приняв синусоидальное колебание, модулированное по частоте, получатель сообщения может изменить частоту частотомером. Показания прибора в этом случае будут изменяться по закону, представляемому формулой (5), т.е. отклонение частот от уровня ₀ окажутся изменяющимися пропорционально f(t).

28. Фазовая модуляция.

При модуляции по фазе амплитуда и частота носителя постоянны, а мгновенная фаза колебания изменяется в соответствии с законом изменения предмета сообщения:

где  - наибольшее отклонение мгновенной фазы от ее значения, определяемого слагаемым ₀t.

Величина <2 и называется девиацией фазы. Коэффициент k, как и ранее выбирают из условия kf(t)1.

Мгновенное значение напряжения, модулированного по фазе, выражается формулой

При амплитудной и частотной модуляции получатель может измерить амплитуду и частоту поступившего сообщения и указать, таким образом, числовое значение интересующей его величины f(t).

При модуляции по фазе нужно измерить мгновенную фазу , но это возможно только путем (сравнения) сопоставления фазы полученного переменного тока с фазой какого-то опорного переменного тока. Поэтому при модуляции по фазе по каналу связи приходится дополнительно передавать базовый переменный ток с мгновенной фазой . Разность можно измерить различными способами, и она будет однозначной функцией измеряемой величины f(t).

При всех трех рассмотренных видах модуляций синусоидальных колебаний – амплитудной, частотной и фазовой – изменяемый параметр делается непрерывной функцией тоже непрерывной величины, о которой необходимо передавать сообщение. Такую модуляцию называют непрерывной.