아날로그 통신-FM 변조기
이 장에서는 NBFM 및 WBFM 파를 생성하는 변조기에 대해 설명합니다. 먼저 NBFM의 생성에 대해 논의하겠습니다.
NBFM 생성
FM 파의 표준 방정식은
$$ s \ left (t \ right) = A_c \ cos \ left (2 \ pi f_ct + 2 \ pi k_f \ int m \ left (t \ right) dt \ right) $$
$ \ Rightarrow s \ left (t \ right) = A_c \ cos \ left (2 \ pi f_ct \ right) \ cos \ left (2 \ pi k_f \ int m \ left (t \ right) dt \ right)-$
$ A_c \ sin \ left (2 \ pi f_ct \ right) \ sin \ left (2 \ pi k_f \ int m \ left (t \ right) dt \ right) $
NBFM의 경우
$$ \ 남음 | 2 \ pi k_f \ int m \ left (t \ right) dt \ right | <<1 $$
$ \ theta $가 매우 작을 때 $ \ cos \ theta \ approx 1 $ 및 $ \ sin \ theta \ approx 1 $을 알고 있습니다.
위의 관계를 사용하여 우리는 NBFM equation 같이
$$ s \ left (t \ right) = A_c \ cos \ left (2 \ pi f_ct \ right) -A_c \ sin \ left (2 \ pi f_ct \ right) 2 \ pi k_f \ int m \ left (t \ 오른쪽) dt $$
NBFM 변조기의 블록 다이어그램은 다음 그림에 나와 있습니다.
여기서 적분기는 변조 신호 $ m \ left (t \ right) $를 적분하는 데 사용됩니다. 반송파 신호 $ A_c \ cos \ left (2 \ pi f_ct \ right) $는 $ A_c \ sin \ left (2 \ pi f_ct \ right) $를 얻기 위해 $ -90 ^ 0 $만큼 이동 한 위상입니다. $ -90 ^ 0 $ 위상 시프터. 제품 변조기에는 두 개의 입력 $ \ int m \ left (t \ right) dt $ 및 $ A_c \ sin \ left (2 \ pi f_ct \ right) $가 있습니다. 이 두 입력의 곱인 출력을 생성합니다.
이것은 정방향 경로에 $ 2 \ pi k_f $ 블록을 배치하여 $ 2 \ pi k_f $와 더 곱해집니다. 여름 블록에는 NBFM 방정식의 두 항에 불과한 두 개의 입력이 있습니다. 양수 및 음수 부호는 반송파 신호에 할당되고 다른 항은 여름 블록의 입력에 할당됩니다. 마지막으로 여름 블록은 NBFM 파를 생성합니다.
WBFM의 생성
다음 두 가지 방법은 WBFM 파를 생성합니다.
- 직접 방법
- 간접 방법
직접 방법
이 방법은 광대역 FM 파를 직접 생성하기 때문에 Direct Method라고합니다. 이 방법에서는 VCO (Voltage Controlled Oscillator)를 사용하여 WBFM을 생성합니다. VCO는 주파수가 입력 신호 전압에 비례하는 출력 신호를 생성합니다. 이것은 FM 파의 정의와 유사합니다. WBFM 웨이브 생성의 블록 다이어그램은 다음 그림에 나와 있습니다.
여기서 변조 신호 $ m \ left (t \ right) $는 전압 제어 발진기 (VCO)의 입력으로 적용됩니다. VCO는 WBFM에 불과한 출력을 생성합니다.
$$ f_i \ : \ alpha \ : m \ left (t \ right) $$
$$ \ 오른쪽 화살표 f_i = f_c + k_fm \ 왼쪽 (t \ 오른쪽) $$
어디,
$ f_i $는 WBFM 파의 순간 주파수입니다.
간접 방법
이 방법은 광대역 FM 파를 간접적으로 생성하기 때문에 간접 방법이라고합니다. 즉, 먼저 NBFM 파를 생성 한 다음 주파수 배율기를 사용하여 WBFM 파를 얻습니다. WBFM 파형 생성의 블록 다이어그램은 다음 그림에 나와 있습니다.
이 블록 다이어그램은 주로 두 단계로 구성됩니다. 첫 번째 단계에서는 NBFM 변조기를 사용하여 NBFM 파가 생성됩니다. 이 장의 시작 부분에서 NBFM 변조기의 블록 다이어그램을 보았습니다. 우리는 NBFM 파의 변조 지수가 1 미만이라는 것을 알고 있습니다. 따라서 FM 파의 필요한 변조 지수 (하나 이상)를 얻으려면 주파수 배율 값을 적절하게 선택하십시오.
Frequency multiplier는 주파수가 입력 신호 주파수의 'n'배인 출력 신호를 생성하는 비선형 장치입니다. 여기서 'n'은 곱셈 계수입니다.
변조 지수 $ \ beta $가 1 미만인 NBFM 웨이브가 주파수 배율기의 입력으로 적용되면 주파수 배율기는 변조 지수가 'n'x $ \ beta $이고 주파수도 'n 인 출력 신호를 생성합니다. '배 WBFM 파의 주파수.
때로는 FM 파의 주파수 편차와 변조 지수를 높이기 위해 여러 단계의 주파수 곱셈기 및 믹서가 필요할 수 있습니다.