Modulacja kąta

Innym rodzajem modulacji w modulacji ciągłej jest Angle Modulation. Modulacja kątowa to proces, w którym częstotliwość lub faza nośnej zmienia się w zależności od sygnału wiadomości. Jest to dalej podzielone na modulację częstotliwości i fazy.

Modulacja częstotliwości to proces liniowej zmiany częstotliwości sygnału nośnego wraz z sygnałem wiadomości.
Modulacja fazy to proces liniowej zmiany fazy sygnału nośnej wraz z sygnałem komunikatu.

Omówmy teraz te tematy bardziej szczegółowo.

Modulacja częstotliwości

W modulacji amplitudy amplituda nośnej zmienia się. Ale w modulacji częstotliwości (FM) częstotliwość sygnału nośnego zmienia się zgodnie z chwilową amplitudą sygnału modulującego.

Amplituda i faza sygnału nośnego pozostają stałe, podczas gdy zmienia się częstotliwość nośnej. Można to lepiej zrozumieć, obserwując poniższe rysunki.

Częstotliwość fali modulowanej pozostaje stała jako częstotliwość fali nośnej, gdy sygnał wiadomości jest zerowy. Częstotliwość wzrasta, gdy sygnał wiadomości osiąga maksymalną amplitudę.

Co oznacza, że wraz ze wzrostem amplitudy sygnału modulującego lub komunikatu wzrasta częstotliwość nośna. Podobnie, wraz ze spadkiem amplitudy sygnału modulującego, maleje również częstotliwość.

Reprezentacja matematyczna

Niech częstotliwość nośna będzie f_c

Częstotliwość przy maksymalnej amplitudzie sygnału komunikatu = f_c + Δf

Częstotliwość przy minimalnej amplitudzie sygnału komunikatu = f_c - Δf

Różnica między częstotliwością modulowaną FM a częstotliwością normalną jest określana jako Frequency Deviation i jest oznaczony przez Δf.

Odchylenie częstotliwości sygnału nośnego od wysokiego do niskiego lub od niskiego do wysokiego można określić jako Carrier Swing.

Carrier Swing = 2 × odchylenie częstotliwości

= 2 × Δf

Równanie dla FM WAVE

Równanie dla fali FM to -

$$ s (t) = A_ccos [W_ct + 2 \ pi k_fm (t)] $$

Gdzie,

A_c = amplituda nośnej

w_c = częstotliwość kątowa nośnej = 2πf_c

m(t) = sygnał wiadomości

FM można podzielić na Narrowband FM i Wideband FM.

Wąskopasmowe FM

Funkcje wąskopasmowego FM są następujące -

Ta modulacja częstotliwości ma małą szerokość pasma.
Indeks modulacji jest mały.
Jego spektrum obejmuje nośnik, USB i LSB.
Jest to używane w komunikacji mobilnej, takiej jak radiowa policja, karetki pogotowia, taksówki itp.

Szerokopasmowe FM

Funkcje szerokopasmowego FM są następujące -

Ta modulacja częstotliwości ma nieskończoną szerokość pasma.
Wskaźnik modulacji jest duży, tj. Wyższy niż 1.
Jego widmo składa się z nośnika i nieskończonej liczby pasm bocznych, które znajdują się wokół niego.
Jest używany w aplikacjach do nadawania rozrywki, takich jak radio FM, telewizja itp.

Modulacja fazy

W modulacji częstotliwości zmienia się częstotliwość nośnej. Ale wPhase Modulation (PM), faza sygnału nośnego zmienia się zgodnie z chwilową amplitudą sygnału modulującego.

Amplituda i częstotliwość sygnału nośnego pozostają stałe, podczas gdy faza nośnej się zmienia. Można to lepiej zrozumieć, obserwując poniższe rysunki.

Faza fali modulowanej ma nieskończone punkty, w których może nastąpić przesunięcie fazowe fali. Chwilowa amplituda sygnału modulującego zmienia fazę nośnej. Gdy amplituda jest dodatnia, faza zmienia się w jednym kierunku, a jeśli amplituda jest ujemna, faza zmienia się w kierunku przeciwnym.

Relacja między PM i FM

Zmiana fazy zmienia częstotliwość modulowanej fali. Częstotliwość fali zmienia również fazę fali. Chociaż są ze sobą spokrewnieni, ich związek nie jest liniowy. Modulacja fazy jest pośrednią metodą wytwarzania FM. Wielkość przesunięcia częstotliwości, wytwarzanego przez modulator fazy, rośnie wraz z częstotliwością modulacji. Aby to zrekompensować, zastosowano korektor dźwięku.