Analog Haberleşme - FM Modülatörleri
Bu bölümde, NBFM ve WBFM dalgalarını oluşturan modülatörler hakkında tartışalım. Öncelikle, NBFM'nin oluşumunu tartışalım.
NBFM üretimi
FM dalgasının standart denkleminin olduğunu biliyoruz
$$ s \ left (t \ right) = A_c \ cos \ left (2 \ pi f_ct + 2 \ pi k_f \ int m \ left (t \ sağ) dt \ sağ) $$
$ \ 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 \ sağ) - $
$ A_c \ sin \ left (2 \ pi f_ct \ right) \ sin \ left (2 \ pi k_f \ int m \ left (t \ sağ) dt \ sağ) $
NBFM için,
$$ \ left | 2 \ pi k_f \ int m \ left (t \ sağ) dt \ sağ | <<1 $$
$ \ Theta $ çok küçük olduğunda $ \ cos \ theta \ yaklaşık 1 $ ve $ \ sin \ theta \ yaklaşık 1 $ olduğunu biliyoruz.
Yukarıdaki ilişkileri kullanarak, NBFM equation gibi
$$ s \ left (t \ sağ) = A_c \ cos \ left (2 \ pi f_ct \ sağ) -A_c \ sin \ left (2 \ pi f_ct \ sağ) 2 \ pi k_f \ int m \ left (t \ sağ) dt $$
NBFM modülatörünün blok şeması aşağıdaki şekilde gösterilmektedir.
Burada, entegratör $ m \ left (t \ right) $ modülasyon sinyalini entegre etmek için kullanılır. Taşıyıcı sinyali $ A_c \ cos \ left (2 \ pi f_ct \ right) $, $ A_c \ sin \ left (2 \ pi f_ct \ right) $ almak için $ -90 ^ 0 $ ile kaydırılan fazdır. $ -90 ^ 0 $ faz kaydırıcı. Ürün modülatörünün iki $ \ int m \ left (t \ right) dt $ ve $ A_c \ sin \ left (2 \ pi f_ct \ right) $ girdisi vardır. Bu iki girdinin ürünü olan bir çıktı üretir.
Bu, ileri yola bir $ 2 \ pi k_f $ bloğu yerleştirerek $ 2 \ pi k_f $ ile çarpılır. Yaz bloğunun, NBFM denkleminin iki teriminden başka bir şey olmayan iki girişi vardır. Taşıyıcı sinyal için pozitif ve negatif işaretler ve yaz bloğunun girişindeki diğer terim atanır. Son olarak, yaz bloğu NBFM dalgası üretir.
WBFM'nin oluşturulması
Aşağıdaki iki yöntem WBFM dalgası oluşturur.
- Direkt yöntem
- Dolaylı yöntem
Direkt yöntem
Bu yönteme Doğrudan Yöntem deniyor çünkü doğrudan geniş bantlı bir FM dalgası oluşturuyoruz. Bu yöntemde, WBFM oluşturmak için Voltaj Kontrollü Osilatör (VCO) kullanılır. VCO, frekansı giriş sinyali voltajıyla orantılı olan bir çıkış sinyali üretir. Bu, FM dalgasının tanımına benzer. WBFM dalgasının oluşumunun blok diyagramı aşağıdaki şekilde gösterilmiştir.
Burada, $ m \ left (t \ right) $ modülasyon sinyali, Voltaj Kontrollü Osilatörün (VCO) girişi olarak uygulanır. VCO, WBFM'den başka bir şey olmayan bir çıktı üretir.
$$ f_i \: \ alpha \: m \ left (t \ right) $$
$$ \ Rightarrow f_i = f_c + k_fm \ left (t \ sağ) $$
Nerede,
$ f_i $, WBFM dalgasının anlık frekansıdır.
Dolaylı Yöntem
Dolaylı olarak geniş bant FM dalgası oluşturduğumuz için bu yönteme Dolaylı Yöntem denir. Bu, önce NBFM dalgası oluşturacağımız ve ardından frekans çarpanları yardımıyla WBFM dalgasını alacağımız anlamına gelir. WBFM dalgası oluşumunun blok diyagramı aşağıdaki şekilde gösterilmiştir.
Bu blok diyagram esas olarak iki aşama içerir. İlk aşamada, NBFM dalgası NBFM modülatörü kullanılarak üretilecektir. Bu bölümün başında NBFM modülatörünün blok diyagramını gördük. NBFM dalgasının modülasyon indeksinin birden az olduğunu biliyoruz. Bu nedenle, FM dalgasının gerekli modülasyon indeksini (birden fazla) elde etmek için frekans çarpanı değerini doğru seçin.
Frequency multiplierdoğrusal olmayan bir cihazdır ve frekansı giriş sinyali frekansının 'n' katı olan bir çıkış sinyali üretir. Burada 'n' çarpım faktörüdür.
Modülasyon indeksi $ \ beta $ 1'den küçük olan NBFM dalgası frekans çarpanı girişi olarak uygulanırsa, frekans çarpanı modülasyon indeksi 'n' çarpı $ \ beta $ ve frekansı da 'n olan bir çıkış sinyali üretir. WBFM dalgasının frekansının katı.
Bazen, FM dalgasının frekans sapmasını ve modülasyon indeksini artırmak için birden fazla frekans çarpanı ve karıştırıcı aşamasına ihtiyaç duyabiliriz.