Формирование и детектирование сигналов угловой модуляции

Частотная модуляция (ЧМ) является основным видом модуляции в современных системах передачи информации СВЧ диапазона, в том числе системах спутниковой радиосвязи и телевидения. При ЧМ обеспечивается высокая помехоустойчивость и высокое качество передачи информации, допускается возможность одновременной работы в общем канале связи большого числа корреспондентов и реализуется более полное использование по энергетическим показателям радиопередающего устройства в силу постоянства амплитуды сигнала по сравнению с амплитудной модуляцией.

Способы осуществления частотной и фазовой модуляции можно разделить на две группы: прямые и косвенные (рис. 9.7).

Прямой метод при ЧМ означает непосредственное воздействие на автогенератор или, точнее, - на колебательную систему, определяющую частоту колебаний. Косвенный метод ЧМ состоит в преобразовании фазовой модуляции в частотную [4].

Рис. 9.7. Прямые (а, б) и косвенные (в, г) методы частотной и фазовой модуляции

Прямой метод при ФМ означает воздействие на высокочастотный усилитель или умножитель частоты, т. е. на электрические цепи, определяющие фазу высокочастотных колебаний. Косвенный метод ФМ заключается в преобразовании частотной модуляции в фазовую.

Для преобразования фазовой модуляции в частотную на входе фазового модулятора включается интегратор (рис. 9.7г). Для преобразования частотной модуляции в фазовую на входе частотного модулятора включается дифференцирующая цепь (рис. 9.7в).

В зависимости от характера преобразований различают частотно-амплитудные, частотно-фазовые и частотно-импульсные детекторы.

В частотно-амплитудных детекторах изменение частоты сигнала преобразуется в изменение амплитуды которое затем выделяется амплитудным детектором. Для того чтобы на выходе детектора не возникли искажения за счет возможных изменений амплитуды входного напряжения, перед детектированием обычно производят ограничение.

В частотно-фазовых детекторах изменение частоты преобразуется в изменение фазового сдвига между двумя напряжениями с последующим фазовым детектированием.

Фазовые детекторы преобразуют входной фазомодулированный сигнал в выходное напряжение, изменяющееся по закону модулирующего сигнала. Выявить фазовый сдвиг в ФМ сигнале можно путем сравнения с когерентным немодулированным колебанием, которое называют опорным.

Структурная схема фазового детектора аналогична схеме синхронного детектора (рис. 9.6). Все фазовые детекторы различаются по типу используемого перемножителя, наличию или отсутствию ограничителя и методам создания опорного напряжения. В качестве перемножителей можно использовать любые нелинейные или параметрические элементы – диоды, транзисторы, дифференциальные и операционные усилители с управляемой обратной связью, специальные аналоговые перемножители, ключевые схемы и др.

10. МАНИПУЛЯЦИЯ СИГНАЛОВ