Fasmodulering som en metod för dataöverföring

Fasmodulering som en metod för dataöverföring
Fasmodulering som en metod för dataöverföring
Anonim

Som ni vet består en radiofrekvenssignal av en bärvåg, som är baserad på radioemission i form av en enkel harmonisk svängning u (t)=U cos (ωt + φ). Av detta följer att det finns tre oberoende parametrar i bärvågsfrekvenssignalen, genom att agera på vilka det är möjligt att fånga förändringar i styrsignalen.

Detta innebär möjligheten till tre typer: amplitud (AM), frekvens (FM) och fasmodulering (PM).

Fasmodulering
Fasmodulering

Fasmodulering är en metod för att överföra analog eller digital information genom att ändra den initiala vinkeln (fasen) φ0 för bärvågsfrekvensen för den sända signalen.

Med den beror fasen φ(t) på amplituden hos styrsignalen (modulerande) d.v.s. φ(t)=ω0t + Δφ∙sinΩt + φ0==φ0 + ke (t), där k är proportionalitetsfaktorn.

En fasmodulerad signal beskrivs generellt av uttrycket u (t)=Un sin [ωt + φ (t)].

När vi modulerar med en ton [e (t)=E sin Ωt] har vi: φ(t)=φ0 + kE sin Ωt=φ 0 +Δφmaxsin Ωt.

Efter att ha ersatt värdet av φ(t) i ekvationen för den fasmodulerade signalen får vi u (t)=Un sin (ω n t + φ0 + Δφmax sin Ωt), där Δφmax är den maximala fasändringen proportionell mot amplituden hos styrspänningen. Δφmaxkallas annars vinkelmodulationsindex och betecknas med m.

Som du kan se, vid FM m=Δφmax =kE. Det momentana värdet för den tidsvarierande fasvinkeln Θ (t) är Θ (t)=ωn t + φ0 + msin Ωt, så ω=d Θ (t)/dt=ωn + mΩ cosΩt, där mΩ=ΔφmaxΩ=Δ ω n =kEΩ - maximal frekvensavvikelse från ωnvid PM, direkt proportionell mot amplituden och frekvensen för den modulerande oscillationen.

fasmodulator
fasmodulator

Således, med PM, är modulationsindexet, som kännetecknar den maximala fasändringen, proportionellt mot amplituden på styrsignalen och beror inte på modulationsfrekvensen. Frekvensändringen i förhållande till medelvärdet (avvikelsen) ändras i direkt proportion till amplituden och frekvensen för den modulerande spänningen.

Fasmodulering har flera varianter, beroende på användningsförhållandena. En av dem är i synnerhet relativ fasförskjutning.

I denna form, beroende på den modulerande signalen, ändras endast fasen för signalen, och frekvensen ochamplituden förblir oförändrad. Med OFM är informationsvärdet inte den absoluta förändringen i fasen, utan dess förändring i förhållande till föregående värde.

Den elektroniska kretsen som gör att fasvinkeln för den modulerade vågformen (i förhållande till den omodulerade bärvågen) ändras i enlighet med den modulerande signalen kallas en fasmodulator.

Många typer av sådana bilder har utvecklats. En enkel modulatorkrets innehåller en varicap - en diod som kan ändra korsningskapacitansen under inverkan av en styrspänning. I denna krets ändrar moduleringsspänningen kapacitansen för varicap. Fasförskjutningen beror på det relativa värdet av kapacitansen för denna diod och belastningsresistansen R.

relativ fasskiftning
relativ fasskiftning

Denna förskjutning beror alltså på moduleringsspänningen. Det är detta som orsakar fasmoduleringen av radiosignalen. En sådan förskjutning är emellertid icke-linjärt relaterad till moduleringsspänningen, kapacitansen hos varicap är icke-linjärt relaterad till moduleringsspänningen, vilket skapar ytterligare problem vid konstruktionen av fasmodulatorer.

I sin rena form har fasmodulering inte använts i stor utsträckning på grund av dess inneboende allvarliga nackdel - låg brusimmunitet.

Rekommenderad: