Фазова модуляція як спосіб передачі даних
Як відомо, радіочастотний сигнал складається з несучої, в основі якої лежить радіовипромінювання у вигляді простого гармонійного коливання u (t) = U cos (omega-t + phi-). З цього випливає, що в сигналі несучої частоти є три незалежних параметра, впливаючи на які можна відобразити зміни керуючого сигналу.
Звідси випливає можливість трьох видів: амплітудна (АМ), частотна (ЧМ) і фазова модуляція (ФМ).
Фазова модуляція - це спосіб передачі аналогової або цифрової інформації методом зміни початкового кута (фази) phi-0 несучої частоти переданого сигналу.
При ній фаза phi- (t) залежить від амплітуди керуючого (модулюючого) сигналу, тобто phi- (t) = omega-0t + Delta-phi- • sinOmega-t + phi-0 = = phi-0 + ke (t), де k - коефіцієнт пропорційності.
Фазово-модульований сигнал в загальному випадку описується виразом u (t) = Uн sin [omega-t + phi- (t)].
При модуляції одним тоном [e (t) = E sin Omega-t] маємо: phi- (t) = phi-0 + kE sin Omega-t = phi-0 + Delta-phi-maxsin Omega-t.
Після підстановки значення phi- (t) в рівняння фазово-модульованого сигналу отримуємо u (t) = Uн sin (omega-н t + phi-0 + Delta-phi-max sin Omega-t), де Delta-phi-max - максимальне зміна фази, пропорційне амплітуді керуючого напруги. Delta-phi-max називають інакше індексом кутовий модуляції і позначають через m.
Як видно, при ФМ m = Delta-phi-max = KE. Миттєве значення змінюється в часі фазового кута Theta- (t) дорівнює Theta- (t) = omega-н t + phi-0 + msin Omega-t, так що omega- = d Theta- (t) / dt = omega-н + mOmega- cosOmega-t, де mOmega- = Delta-phi-maxOmega- = Delta- omega-н = KEOmega- - максимальне відхилення частоти від omega-н при ФМ, прямо пропорційне амплітуді і частоті модулюючого коливання.
Таким чином, при ФМ індекс модуляції, що характеризує максимальне зміна фази, пропорційний амплітуді керуючого сигналу і не залежить від частоти модуляції. Зміна частоти щодо середнього значення (девіація) змінюється прямо пропорційно амплітуді і частоті модулюючого напруги.
Залежно від умов застосування фазова модуляція має кілька різновидів. Однією з них, зокрема, є відносна фазова маніпуляція.
При цьому виді залежно від модулюючого сигналу змінюється тільки фаза сигналу, а частота і амплітуда залишаються незмінними. При ОФМ інформаційне значення має не абсолютна зміна фази, а її зміна відносно попереднього значення.
Електронна схема, яка викликає зміну фазового кута модулированного коливання (щодо немодульованою несучої) відповідно до модулюючим сигналом, називається фазовий модулятор.
Розроблено багато типів таких зображень. Схема простого модулятора містить варікап - діод, здатний під дією керуючого напруги змінювати ємність переходу. У цій схемі модулююча напруга змінює ємність варикапа. Зсув фази залежить від відносної величини ємнісного опору цього діода і опір навантаження R.
Таким чином, даний зрушення залежить від модулюючого напруги. Це і обумовлює фазову модуляцію радіосигналу. Проте, подібний зсув нелінійно пов`язаний з модулирующим напругою, ємність варикапа нелінійно пов`язана з модулирующим напругою, що створює додаткові проблеми при конструюванні фазових модуляторів.
У чистому вигляді фазова модуляція не знайшла достатньо широкого застосування через властивого їй серйозного недоліку - низькою помехозащищенности.
Що таке частотна модуляція На перший може здатися, що термін «частотна модуляція» використовують тільки ті люди, чия робота пов'язана з ремонтом або обслуговуванням електронної радіопередавачів. Насправді це поширена помилка. Частотна модуляція знайома більшості, просто через…
Девіація частоти Частота - це одна з характеристик коливань амплітуди деякої фізичної величини відносно її середнього значення. У фізиці є багато видів коливань різної природи, наприклад, коливання електромагнітного поля. Крім спонтанних електромагнітних коливань…
Енергія кінетична: формула, визначення. Як знайти кінетичну енергію молекули, поступального руху, пружини, тіла, молекули газу? Повсякденний досвід показує, що нерухомі тіла можна привести в рух, а рухомі зупинити. Ми з вами постійно щось робимо, світ навколо метушиться, світить сонце ... Але звідки у людини, тварин, та й у природи в цілому беруться сили для виконання цієї…
Математичний маятник: період, прискорення і формули Механічна система, яка складається з матеріальної точки (тіла), що висить на нерозтяжної невагомою нитки (її маса мізерно мала в порівнянні з вагою тіла) в однорідному полі тяжіння, називається математичним маятником (інша назва - осцилятор).…
Резонанс напруг. Що таке резонанс в електричному ланцюзі Резонанс є одним з найпоширеніших у природі фізичних явищ. Явище резонансу можна спостерігати в механічних, електричних і навіть теплових системах. Без резонансу у нас не було б радіо, телебачення, музики і навіть гойдалок на дитячих майданчиках, не…
Гармонійні коливання і графік коливального процесу Щоб відповісти на питання, які коливання називаються гармонійними, слід мати на увазі, що дані фізичні явища - одні їх найпоширеніших у природі. Мабуть, важко вказати сферу, де б не були присутні гармонійні коливання. Найбільш поширеними областями…
Годинники Omega - стильний і елегантний аксесуар Вирішили купити годинник? Хочете знайти оригінальну модель високої якості за привабливою вартістю? Але через велику асортименту товарів в магазинах не можете визначитися з вибором? Тоді придивіться уважніше до годинах марки Omega, які володіють…
Кодування звукової інформації Будь-які процеси дійсності можуть бути перетворені в цифрову форму. Так, кодування звукової інформації за допомогою обчислювальних машин виконується за наступною схемою:- коливання повітря реєструються чутливими пріборамі-- виконується їх…
Еластичний і нееластичний попит, поняття еластичності Попит - це той обсяг товарів або послуг, який покупці готові купити при поточних цінах на протязі певного часу. Між попитом на товар і його ціною існує наступна залежність: чим більше ціна, тим менше число споживачів бажає його купити - і навпаки.…
Однофазний трансформатор. Призначення, пристрій і основні характеристики Є стара інститутська жарт. На запитання викладача «як працює однофазний трансформатор» студент у відповідь гуде: «У-у-у!». Звук такий дійсно має місце, обумовлений же він тим, що при наведенні індукційного поля виникає магнітно-стрікціонний ефект,…
Як влаштовані асинхронні машини і хто їх винайшов Причина, по якій асинхронні машини отримали широке поширення, полягає в простоті їх влаштування, надійності та технологічності виготовлення. Застосовність для трифазної і однофазної мережі, широкий діапазон потужностей, легкість зміни напрямку…
Датчик детонації ВАЗ-2110. Опис і заміна Датчик детонації ВАЗ-2110 можна сміливо віднести до категорії найнадійніших елементів у всьому автомобілі. Незважаючи на свої невеликі габарити, він виконує дуже важливу функцію, видаючи на контролер свідчення про поточні детонаційних стуку в…
Модуляція - це ... Широтно-імпульсна модуляція Стикаючись в повсякденному житті з новими поняттями, багато хто намагається знайти відповіді на свої питання. Саме для цього необхідно описувати будь-які явища. Одним з них є таке поняття, як модуляція. Про нього і піде мова далі.Загальний…