честотна модулация

13.18. честотна модулация

Вместо амплитудна модулация, както в AM, DSBSC и ДСК, може да предава информация чрез модулиране на честотата или фазата на сигнала носител:

FM и FM са тясно свързани помежду си и понякога се наричат ​​така наречената "ъгъл модулация". FM е добре известен като тип модулация, използвана в UHF излъчване лента 88-108 MHz (VHF лента) на, докато AM MHz лента се използва в предаването диапазон. Всеки, който разполага с конфигурируеми FM приемник е вероятно да се обърне внимание на "омиротворяването" фоновия шум при FM приемане. Това свойство (нарастване на съотношението или увеличаване на канал) и прави широколентова FM AM предпочитане за предаване на високо качество.

Повече за FM: когато отклонението на честотата е голям в сравнение с честотата на модулиране (в) да съхранява най-високите честоти), може да има "широколентова FM", тъй като в обхвата на УКВ радиоразпръскване. индекс на модулация е съотношението на честота отклонение на честотата на модулация, в случая повече от един. Wideband FM за предпочитане, тъй като правилни условия на приемане, се увеличава с 6 db за всяко удвояване на отклонението FM. Въпреки това, това увеличава ширината на лентата на канала, тъй като сигналът на широколентова FM отнема приблизително където максималната носеща честота отклонение. FM излъчване в лента 88-108 MHz използва максимално отклонение / девет, т. Е., всяка станция заема честотна лента от около. Това обяснява защо широколентова FM не се използва, като AM средни вълни (MHz): в този случай, в целия диапазон може да работи само на шест станции на зоната на излъчване.

Фиг. 13.44. Обхват на широколентова FM.

Спектър FM.

Спектърът на вълната носител, честотно модулиран синусоида, подобен на този, показан на фиг. 13.44. Многобройни странични ивици отделени от носещата честота на разстояния, които са кратни на честотата на модулиране и техните амплитуди се определят от Bessel функции. Броят на значителни странични ивици приблизително съответства на индекса на модулация. За тесен диапазон FM (индекс модулация има само от едната страна с двете страни на носещата честота. Външно, той е подобен на спектъра на АМ, но ако вземем предвид фазата на страничните ленти, ние откриваме, че тези вълни имат постоянна амплитуда и променлива честота, вместо на постоянна честота, и променлива амплитуда (АМ) в широколентова FM амплитуда носител може да бъде много малък, което води до висока ефективност FM ;. това означава, че голяма част от енергията, предадена се съдържа в страничните честоти носещи информация.

Генериране и откриване.

FM могат да бъдат лесно чрез промяна настройваем осцилатор схемни елементи; Варикапните (диод, използван като контрола капацитет напрежение (сек.) е идеално. Други методи включват интегрирането на модулиращия сигнал, последвано от фазова модулация. Във всеки случай е по-добре да се проведе модулация на малки отклонения, и след това се прилага честота умножение за увеличаване на индекса модулация. Това се основава на факта, че скоростта на отклонение на честотата не се променя в зависимост от честотата умножение, докато стойността на отклонението се умножава с носеща честота.

За откриване, конвенционален суперхетеродинов приемник с две черти. Първо - е наличието на ограничителя АКО печалба последен етап, на този етап е постоянна амплитуда (насищане). Вторият - на следващата спирка за детектора (наречена дискриминатор) е да се превърне в честотните отклонения в амплитуда. Ето няколко общи методи за откриване.

1. "детектор - това е просто паралелна верига LC, е конфигурирана с промяна в една посока спрямо междинната честота; в резултат на това се получава увеличаване на кривата на чувствителността като функция на честотата в целия АКО лента; на това световно първенство се превръща в AM и обичайната детектора преобразува АМ и след това при звукови честоти. подобрени детектори наклона използвани балансирани двойка вериги са конфигурирани симетрично спрямо централната диск.

2. Приемна-Seely детектор или вариант от него "детектор отношения" се състои от една от резонансната верига свързан мамка изобретателен диод устройство за получаване на линеен изход амплитуда в сравнение с честота на инвертора в цялата пропускане. Такива дискриминатори по-скоро прости детектори за наклон (фиг. 13.45).

3. контур фаза-заключена (PLL). Това устройство се променя вътрешния осцилатор честота на напрежението, осцилатори, така че да се приведе в съответствие с честотата на изходния сигнал; е описано в т. 9.31. Ако тя е валидна на входа АКО сигнал, напрежение осцилатори във веригата PLL е линейно зависим от честотата на входния сигнал, т.е.. Е. Може да се използва под формата на аудио честотен изход.

4. Веригата за усредняване в която сигнал, ако се преобразува в последователност от идентични импулси с вход честота.

Фиг. 13.45. FM дискриминатори. А фракционна-детектор; B-базирана квадратура детектор.

В резултат на това осредняване на последователността се генерира импулс на изхода сигнал, пропорционален на инвертора, т. Е. аудио сигнал, сгъната с някои DC компонент.

5. "Balanced квадратура детектор" е комбинация от фазовия детектор (вж. Sec. 9.27 и 9.31) и изместване на веригата. Сигналът IF се прекарва през верига, в която фазово изместване варира линейно с честотата на пропускане IF (веригата перфектно изпълнява тези функции). И сигналите фазово изместен се доставят към основната фаза детектор, чийто изходен сигнал е пропорционална на относителното изместване на фазата. Този изход е желания аудио сигнал (фиг. 13,45).

Често се посочи, че на ФМ, ако каналът е с достатъчен коефициент, може да получи и със значително по-малко шум в сравнение с АМ, където малко шум намалява с увеличаване на мощността на сигнала. Спомнете си, че това се забелязва, когато FM сигнали са ограничени по амплитуда, преди откриване. В този случай, системата става относително нечувствителен към смущения на сигнала и шума, които се проявяват като амплитудни отклонения, наложени на излъчвания сигнал.