Технические разделы

Амплитудная и частотная модуляции

С качественной стороны амплитудная модуляция (AM) может быть определена как изменение амплитуды несущей пропорционально амплитуде модулирующего сигнала (рис.2а). Для модулирующего сигнала большой амплитуды.

Соответствующая амплитуда модулируемой несущей должна быть большой и для малых значений AM. Это преобразование основано на тригонометрическом тождестве.

Тип модуляции с подавленной несущей иногда преднамеренно проектируется в системах связи, так как это ведет к снижению излучаемой мощности. В большинстве таких систем излучается некоторая часть мощности на частоте несущей, позволяя тем самым приемному устройству настраиваться на эту частоту. Можно также передавать лишь одну боковую полосу, так как она содержит всю существенную информацию о модулирующем сигнале. При обычной модуляции с двумя боковыми полосами, используемой в радиовещании, информация передается исключительно в боковых полосах. Для того чтобы получить, например, хорошее качество звука, необходимо работать в полосе частот шириной 2М, где М - ширина полосы высококачественного воспроизведения звука (20-20 000 Гц). Это означает, что стандартное АМ-радиовещание, к примеру, с частотами до 20 кГц должно иметь ширину полосы ±20 кГц (всего 40 кГц), учитывая верхнюю и нижнюю боковые полосы.

Амплитудно-модулированный сигнал

Рисунок 2. Амплитудная и частотная модуляция

Для радиосвязи на УКВ в последнее время все чаще применяется частотная модуляция. Это объясняется несколькими ее преимуществами. Так, мощность ЧМ передатчика не изменяется при модуляции, она постоянна и равна пиковой (тогда как при AM, например, мощность несущей в четыре раза меньше). ЧМ усилитель мощности может быть нелинейным, что особенно важно для транзисторных устройств.

При связи с использованием ЧМ перекрестная модуляция не возникает. Наличие сильного сигнала приводит лишь к уменьшению коэффициента усиления ретранслятора при сохранении возможности проведения связи. По этой же причине ЧМ передатчики почти не создают помех радиоприему.

Рисунок 3. Спектры ЧМ сигнала с m = 1 и m = 2

Если при AM излучаемая полоса равна удвоенной наивысшей частоте модуляции, то при ЧМ зависимость получается более сложной, а полоса частот шире, чем при AM. Частота ЧМ передатчика изменяется во время модуляции от значения f0 - Δf до f0 + Δf. Средняя частота f0 соответствует частоте немодулированной несущей, а девиация частоты Δf прямо пропорциональна амплитуде модулирующего сигнала.

Отношение максимальной девиации Δfmax к частоте модулирующего сигнала F называется индексом модуляции m. От численно равен отклонению фазы несущей, выраженному в радианах. При обычной ЧМ индекс модуляции обратно пропорционален F.

Спектры ЧМ сигнала с m = 1 и m = 2 изображены на рис.3, а и б. В обоих спектрах содержатся боковые частоты первого порядка f0 ± F и высших порядков f0 ± nF.

При индексах модуляции, меньших единицы, боковые частоты второго порядка практически исчезают, а амплитуда боковых частот первого порядка быстро уменьшается.

Полный выигрыш ЧМ по сравнению с AM, с учетом четырехкратного увеличения мощности передатчика и коррекции, оценивается в 10 - 15 дБ.

Еще статьи по технике и технологиям

Синтез систем автоматизированного управления
Автоматическое управление в технике, совокупность действий, направленных на поддержание или улучшение функционирования управляемого объекта без непосредственного участия человека в соответствии с заданной целью управления. Автоматическ ...

Способы увеличения пропускной способности оптических волокон
В настоящее время телекоммуникационная индустрия претерпевает беспрецедентные изменения, связанные с переходом от голосоориентированных систем к системам передачи данных, что является следствием бурного развития Internet технологий и ...

© 2021 | www.techexpose.ru