21. Лінійна фазова модуляція і її властивості

У цьому випадку амплітуда модульованого коливання постійна, тобто U(t)=U₀, а фаза коливання зв'язана лінійною залежністю з напругою, модулююча:

де — коефіцієнт, що характеризує чутливість модулятора при ФМ. Він показує, на яку величину змінюється фаза при зміні напруги, модулююча, на 1 В.

З обліком раніше прийнятих позначень

Позначимо

тоді

Величина визначає максимальне відхилення фази коливання при модуляції і називається індексом фазової модуляції. Вона залежить тільки від амплітуди коливання, модулююча, і властивостей модулятора. Модуляційна характеристика при ФМ, що представляє собою залежність від , показана на мал. 4.5. Крутизна модуляційної характеристики в робочій крапці

Для того щоб модуляція була лінійної, величина повинна бути постійної, тобто потрібно використовувати тільки лінійна ділянка модуляційної характеристики.

Рис. 4.5.

Позначимо

(4.38)

і назвемо парціальним індексом фазової модуляції для складової з частотою і,. З урахуванням виражень (4-36) і (4.38) модульоване по фазі коливання можна представити у виді

(4.39)

чи

Вираження для. спектра при ФМ гармонійним коливанням:

Вираження показує, що спектр ФМ навіть при модуляції одним гармонійним коливанням має нескінченну кількість дискретних складових, утворюючих верхню і нижню бічні смуги спектра. Складові нижньої і верхній бічних, симетричні щодо несучої, мають однакові амплітуди. Фази парних складових збігаються, а непарних — протилежні.

Проведений розгляд дозволяє зробити наступні висновки:

1) Спектр ФМ при будь-якому виді коливання, модулююча, складається з нескінченної кількості складових.

2) ширина спектра, що враховується Практично, ФМ кінцева і залежить від значення індексу модуляції .

3) При ФМ ефективність використання потужності передавача і його коефіцієнт корисної дії вище, ніж при AM. При малих індексах модуляції ( ) ФМ може виявитися менш ефективної, чим AM.

22. Лінійна частотна модуляція і її властивості

Амплітуда модульованого коливання в цьому випадку постійна (так само, як і при ФМ), а частота коливання зв'язана лінійною залежністю з коливанням, модулююча, тобто

(4.57)

Тут — коефіцієнт, що характеризує властивості модулятора при ЧМ. Він показує, на яку величину зміниться частота при зміні моделюючої напруги, на 1 в.

Якщо позначити

де — парціальна девіація частоти за рахунок моделюючої складової коливання, з частотою

Це вираження визначає значення миттєвої частоти при модуляції коливанням складної форми.

Модуляційна характеристика при ЧМ має вид, показаний на мал. 4.8. Її крутість у робочій крапці

Отже, коефіцієнт характеризує чутливість модулятора при ЧМ. Неважко показати, що при використанні лінійної ділянки модуляційної характеристики

Рис. 4.8.

т. е. максимальна девіація частоти дорівнює сумі парціальних девіацій частоти від усіх складових модулюючого коливання.

Запишемо вираження для коливання, модульованого по частоті. Врахуємо, що фаза і частота зв'язані співвідношенням

де