Основы радиоэлектроники и связи

11. Угловая модуляция и детектирование : 11.1. Устройства угловой модуляции

11.1.3 Косвенная частотная модуляция с помощью фазового модулятора

При косвенной частотной модуляции изменение частоты осуществляется путем изменения фазы колебаний, полученных с выхода автогенератора, с предварительным интегрированием модулирующего сигнала. При этом колебательная система задающего генератора работает на постоянной высокостабильной частоте. Блок-схема такого частотного модулятора представлена на рис.3.

Рис.3.

Простейший способ изменения фазы высокочастотного гармонического колебания основан на использовании электронным образом управляемой фазосдвигающей цепочки, например, колебательного контура с управляемой емкостью или индуктивностью. На рис.4 дана схема фазового модулятора с “реактивным каскадом” в виде эквивалентной управляемой емкости.

Рис.4.

Фазовый модулятор здесь представляет собой обычный линейный резонансный каскад, резонансная частота которого меняется в такт с управляющим низкочастотным сигналом. При изменении управляющего сигнала из-за отклонения резонансной частоты от частоты несущей контур оказывается является расстроенным, что приводит к дополнительному фазовому сдвигу (см.рис.5), зависящему от величины модулирующего сигнала в данный момент времени.

Рис.5.

В каждый момент времени резонансная частота отличается от частоты сигнала, подаваемого на вход усилителя. Амплитуда и фаза выходного сигнала будут определяться АЧХ и ФЧХ контура на частоте сигнала, т.е.

При небольших изменениях резонансной частоты фаза выходного сигнала почти пропорциональна низкочастотному сигналу, управляющего добавочной емкостью.

Недостатком такого типа фазового модулятора является достаточно сильная паразитная амплитудная модуляция из-за изменения во времени модуля сопротивления контура.

Другим способом построения фазового модулятора является способ, основанный на преобразовании амплитудно-модулированного колебания в фазо-модулированное. Известно, что спектры сигналов с АМ и УМ при M=m<<1 отличаются лишь фазами (на 180^о) нижних боковых составляющих.

Рис.6.

На рис.6 показаны векторные диаграммы этих колебаний. Из рисунков видно, что если повернуть вектор несущего колебания на 90^о, то из АМ можно получить УМ (пунктир на рис.6,б). Однако проще технически осуществить УМ путем добавления к АМ колебанию еще одного несущего колебания, сдвинутого по фазе на 90^о по отношению к несущей исходного АМ сигнала (см. рис.7).Принцип получения фазовой модуляции показан на рис.7.

Рис.7

Для получения сигналов с большим индексом угловой модуляции используют n-кратное увеличение частоты, при этом во столько же раз увеличивается и индекс угловой модуляции.

© Андреевская Т.М., РЭ, МГИЭМ, 2004