Обоснование выбора типа фазового модулятора

Модуляция называется угловой (УМ), если в высокочастотном колебании

u(t) = Uнcos[wнt + F(t)],

где Uн - амплитуда колебания; wн - несущая (средняя) частота; F(t) - начальная фаза.

В зависимости от модулирующего (управляющего) сигнала, изменяется полная фаза (фазовый угол) Y(t) = wнt + F(t).

При УМамплитуда высокочастотного (несущего) колебания остается неизменной, а информация содержится в изменении частоты w(t) или начальной фазы F(t). Если пропорционально управляющему сигналу изменяется частота, то модуляция называется частотной (ЧМ). Если модулирующий сигнал воздействует на начальную фазу, то модуляция называется фазовой (ФМ). Термин “угловая модуляция” возник в связи с представлением модулированных колебаний по фазе и частоте в виде вектора, вращающегося с частотой w(t).

Для получения расчетных соотношений в качестве управляющего сигнала целесообразно выбрать моногармоническое колебание

м (t) = UWcosWt,

где UW - амплитуда модулирующего сигнала; W - частота модулирующего сигнала.

При ЧМ высокочастотный сигнал имеет вид

,

где kч - крутизна модуляционной характеристики частотного модулятора, рад /(сВ).

Тогда, частотно-модулированный сигнал

(t) = Uнcos[wнt + mчsinWt],

где mч = kчUW/W - индекс частотной модуляции

Величина Dwд = kчUW является девиацией частоты, поскольку представляет наибольшие отклонения частоты от ее среднего значения. Далее получаем

ч = Δωд/Ω.

При ФМ начальная фаза высокочастотного колебания изменяется пропорционально управляющему сигналу

u(t) = Uнcos[wнt + kFuм(t)],

где kF - крутизна фазовой характеристики фазового модулятора, рад / В.

u(t) = Uнcos[wнt + mFcosWt],

где mF = kFUW - индекс фазовой модуляции (девиация фазы).

Таким образом ,при ЧМ девиация частоты пропорциональна амплитуде управляющего сигнала и не зависит от его частоты, а при ФМ индекс модуляции пропорционален амплитуде управляющего сигнала и не зависит от его частоты.

Мгновенное значение частоты определяется как производная мгновенной фазы по времени, т.е. w = dY/dt.

В случае ЧМ с учетом предыдущих формул ,имеем w = wн + DwдcosWt.

При ФМw = wн + mFWsinWt, где Dwд = mFW - девиация частоты.

Из этих выражений следует, что при неизменной амплитуде модулирующего сигнала девиация частоты при ЧМ постоянна, а при ФМ увеличивается пропорционально частоте управляющего сигнала со скоростью 6 дБ на октаву.

Фазовый модулятор-устройство, которое осуществляет фазовую модуляцию. Бывает двух типов:

Линейные ФМ, в которых достигается линейная зависимость модуляцонных характеристик.

Дискретные ФМ - можно реализовать с помощью ЛФМ, подавая на ЛФМ модулирующий сигнал в цифровой форме, однако чаще применяют специальные схемы.

Так как наш входной сигнал является аналоговым(в диапазоне от 0.3 до 3.4 КГЦ),то используем ЛФМ. На практике в них широко используются, в качестве управляющего элемента, емкость запертого p-n перехода, а именно варикап.

В ходе проектирования передатчика я выбрал двухконтурную линейную схему фазового модулятора, так как она является наиболее типовой схемой ФМ, к тому обладает более широким линейным участком модуляционных характеристик, по сравнению с одноконтурным. Также двухконтурная схема может обеспечить необходимое значение девиации частоты, а именно 35 (см п. 3.4). Схема модулятора представлена на рисунке 2.1. Схема взята из [3].

Рисунок 2.1 - Двухконтурная линейная схема фазового модулятора

Другие стьтьи в тему

Расчет усилителя
Основные определения Усилительным устройством (усилителем) называется устройство, в нагрузку которого поступает усиленный по мощности входной сигнал. Эффект усиления сигнала по мощности наблюдается только в том случае, когда имеется источник энергии, за счет которого можно увеличи ...

Разработка системы подводного гидроакустического позиционирования нефтедобывающего комплекса
В последние годы большим спросом стали пользоваться подводные работы с использованием систем подводного гидроакустического позиционирования (ГСП). Данные системы широко применяются при поиске углеводородов, находящихся на морском дне, укладке подводных трубопроводов, обследовании под ...

Разделы

Радиоэлектроника и телекоммуникации © 2019 : www.techelements.ru