Modulazione angolare
L'altro tipo di modulazione nella modulazione ad onda continua è il Angle Modulation. La modulazione angolare è il processo in cui la frequenza o la fase della portante varia in base al segnale del messaggio. Questo è ulteriormente suddiviso in frequenza e modulazione di fase.
La modulazione di frequenza è il processo di variazione della frequenza del segnale portante linearmente con il segnale del messaggio.
La modulazione di fase è il processo di variazione della fase del segnale portante linearmente con il segnale del messaggio.
Discutiamo ora questi argomenti in modo più dettagliato.
Modulazione di frequenza
Nella modulazione di ampiezza, l'ampiezza della portante varia. Ma nella modulazione di frequenza (FM), la frequenza del segnale portante varia in base all'ampiezza istantanea del segnale di modulazione.
L'ampiezza e la fase del segnale portante rimangono costanti mentre la frequenza della portante cambia. Questo può essere meglio compreso osservando le seguenti figure.
La frequenza dell'onda modulata rimane costante come la frequenza dell'onda portante quando il segnale del messaggio è a zero. La frequenza aumenta quando il segnale del messaggio raggiunge la sua ampiezza massima.
Ciò significa che, con l'aumento dell'ampiezza del segnale modulante o di messaggio, la frequenza portante aumenta. Allo stesso modo, con la diminuzione dell'ampiezza del segnale modulante, diminuisce anche la frequenza.
Rappresentazione matematica
Sia la frequenza portante fc
La frequenza alla massima ampiezza del segnale del messaggio = fc + Δf
La frequenza all'ampiezza minima del segnale del messaggio = fc - Δf
La differenza tra la frequenza modulata FM e la frequenza normale è definita come Frequency Deviation ed è indicato da Δf.
La deviazione della frequenza del segnale portante da alta a bassa o da bassa ad alta può essere definita come Carrier Swing.
Portante Swing = 2 × deviazione di frequenza
= 2 × Δf
Equazione per FM WAVE
L'equazione per l'onda FM è:
$$ s (t) = A_ccos [W_ct + 2 \ pi k_fm (t)] $$
Dove,
Ac = l'ampiezza della portante
wc = frequenza angolare della portante = 2πfc
m(t) = segnale di messaggio
FM può essere suddiviso in Narrowband FM e Wideband FM.
FM a banda stretta
Le caratteristiche di Narrowband FM sono le seguenti:
Questa modulazione di frequenza ha una larghezza di banda ridotta.
L'indice di modulazione è piccolo.
Il suo spettro è costituito da carrier, USB e LSB.
Viene utilizzato nelle comunicazioni mobili come wireless della polizia, ambulanze, taxi, ecc.
FM a banda larga
Le caratteristiche di Wideband FM sono le seguenti:
Questa modulazione di frequenza ha una larghezza di banda infinita.
L'indice di modulazione è grande, cioè maggiore di 1.
Il suo spettro è costituito da un vettore e da un numero infinito di bande laterali, che si trovano intorno ad esso.
Viene utilizzato nelle applicazioni di trasmissione di intrattenimento come radio FM, TV, ecc.
Modulazione di fase
Nella modulazione di frequenza, la frequenza della portante varia. Ma inPhase Modulation (PM), la fase del segnale portante varia in conformità con l'ampiezza istantanea del segnale modulante.
L'ampiezza e la frequenza del segnale portante rimangono costanti mentre la fase della portante cambia. Questo può essere meglio compreso osservando le seguenti figure.
La fase dell'onda modulata ha infiniti punti in cui può avvenire lo sfasamento in un'onda. L'ampiezza istantanea del segnale modulante, cambia la fase della portante. Quando l'ampiezza è positiva, la fase cambia in una direzione e se l'ampiezza è negativa, la fase cambia nella direzione opposta.
Relazione tra PM e FM
Il cambio di fase, cambia la frequenza dell'onda modulata. La frequenza dell'onda cambia anche la fase dell'onda. Sebbene siano imparentati, la loro relazione non è lineare. La modulazione di fase è un metodo indiretto per produrre FM. La quantità di spostamento di frequenza, prodotta da un modulatore di fase aumenta con la frequenza di modulazione. Un equalizzatore audio viene utilizzato per compensare questo.
Equazione per l'onda PM
L'equazione per l'onda PM è -
$$ s (t) = A_ccos [W_ct + k_pm (t)] $$
Dove,
Ac = l'ampiezza della portante
wc = frequenza angolare della portante = 2πfc
m(t) = segnale di messaggio
La modulazione di fase viene utilizzata nei sistemi di comunicazione mobile, mentre la modulazione di frequenza viene utilizzata principalmente per la trasmissione FM.