ξЧМ (t ) = A0 cos ω0t + k V sin Ψt . (7)
Ψ
Величина kV = ∆ωm - ампл╕тудна д╕в╕ац╕я частоти, а ∆ωm = m - ╕ндекс
Ψ
частотно╖ модуляц╕╖.
Спектр ЧМ сигналу поруча╓ться безк╕нечно великим, однак його основна енерг╕я зосереджена у прикордонн╕й смуз╕ ∆FЧМ = 2Fλ (1 + mЧМ ), де Fλ - верхня
кордонна частота модулюючого сигналу.
Приклад. Нехай Fλ = 3400 Гц, а ∆fm = 5 кГц, тод╕
∆FЧМ = 2Fλ (1 + 2π∆fm / 2πFλ ) = 2Fλ + 2∆fm = 2 ⋅ 3.400 + 2 ⋅ 5 = 16.8 кГц.
Таким чином, ЧМ треба використовувати в УКХ д╕апазон╕. Оск╕льки при ЧМ ампл╕туда коливань незм╕нна, то в ПРМ сигнал можливо п╕двергати ампл╕тудному обмеженню, що забезпечу╓ виграш у завадост╕йкост╕ ( л╕кв╕ду╓ться, в значн╕й м╕р╕, вплив адитивних завад ). Таким чином, виходячи
с сп╕вв╕дношення (6) при ЧМ зм╕на фази коливання виника╓ по закону ╕нтеграла в╕д модулюючо╖ функц╕╖ . Неважко бачити, що при ФМ виника╓ зм╕на частоти ВЧ коливання по закону перше пох╕дно╖ в╕д модулюючо╖ функц╕╖. Вид модулюючо╖ функц╕╖ ╕ ╖╖ спектр представлен╕ на рис. 8, а ╕ б, в╕дпов╕дно. Вид ЧМ сигналу ╕ його спектр показан╕ на рис. 9, а ╕ б, в╕дпов╕дно. Для спрощення (рис. 8, а) модулююча функц╕я представлена у вигляд╕ однотонального сигналу.
а) б) Рис. 8
а) б) Рис. 9
а). Методи формування ЧМ сигнал╕в.
1). Прямий метод. При прямому метод╕ формуванн╕ ЧМ сигнал╕в в контур автогенератора посл╕довно або паралельно ( рис. 10) нел╕н╕йна ╓мн╕сть (наприклад, варикап) включа╓ться. В цьому випадку по закону модулюючо╖ функц╕╖ зм╕ню╓ться ╓мн╕сть варикапа, а значить зм╕ню╓ться ╕ обща ╓мн╕сть коливального контуру АГ , що приводить к зм╕н╕ частоти коливань. Характеристика варикапа показана на рис. 11.
Рис. 10 Рис. 11
Робочу точку (з мощу Есм) сл╕ду╓ вибирати в област╕, де залежн╕сть С от U б╕льш менш л╕н╕йна. Под╕бн╕ схеми прост╕, однак волод╕╓ невисокою стаб╕льн╕стю.
2). Непрямий метод формування ЧМ сигнал╕в.
Даний метод заключа╓ться в зд╕йсненн╕ фазово╖ модуляц╕╖ ╕ перетворенн╕ ╖╖ в частотну. Реал╕зац╕я пристрою зд╕йсню╓ться у в╕дпов╕дност╕ з сп╕вв╕дношенням (7). Под╕бн╕ пристро╖ являються б╕льш потужними, але волод╕ють б╕льш високою стаб╕льн╕стю частоти коливання.
Приклад побудови приймача ЧМ сигнал╕в показана на рис. 12.
Рис. 12.
Частотний детектор (дискрим╕натор) представля╓ ╕з себе суму посл╕довного з"╓днання перетворювача частотно╖ модуляц╕╖ у ампл╕тудну, наприклад, з потужн╕стю коливального контуру (рис. 13) ╕ ампл╕тудного детектору.
Рис. 13
Використання частотно╖ модуляц╕╖ ВЧ сигнал╕в знайшло широке використання у ав╕ац╕йному рад╕озв"язку. Наприклад у рад╕останц╕ях Р-862,
Р-800 Л1.
2. Характеристика та методи формування цифрових сигнал╕в з р╕зними видами ман╕пуляц╕╖.
У техн╕ц╕ передач╕ дискретних пов╕домлень по каналам рад╕озв"язку находять пристосування ампл╕тудна, частотна, фазова ╕ в╕дносна фазова ман╕пуляц╕я. АМн використову╓ться при неавтоматизованому (слуховому) прийом╕ телеграфних пов╕домлень. ЧМн, ФМн, ОФМн використову╓ться при автоматизованому прийом╕ ╕ передач╕ дискретних пов╕домлень. Забезпечують велику достов╕рн╕сть правильного прийому ╕ велику завадост╕йк╕сть. Ман╕пуляц╕я - окремий випадок модуляц╕╖.
2.1. Ампл╕тудна ман╕пуляц╕я.
При АМн вих╕дне коливання зм╕ню╓ться по ампл╕туд╕ (рис. 14 б) у в╕дпов╕дност╕ з моделюючим сигналом (рис. 14 а). Зд╕йсню╓ться з допомогою телеграфного ключу (механ╕чного або електричного). Ампл╕тудне телеграфування сум╕сне з слуховим прийомом. Для прийому на слух АМн коливань (у тому числ╕ ╕ прийом на рад╕омовний ПРМ) використову╓ться метод тонального модулювання з частотою 800-1000Гц (рис. 14 в). АМн сигнали можливо використовувати у ц╕лях нав╕гац╕╖ для приводу ЛА на аеродром. АМн звичайно зд╕йсню╓ться у пром╕жних каскадах ПРД.
Для АМн коливань анал╕тичний вираз ма╓ вигляд:
ξ АМн1 (t ) = Acos(ω0t + ϕ0 ), ξ АМн2 (t) = 0 . (8)
або
ξ АМн (t ) = Θξ АМн1 (t)+ (1 − Θ)ξ АМн2 (t),
де Θ = 1,0 через час Т.
Потужн╕сть несучо╖ дор╕вню╓ P0 = A2 8 , а потужн╕сть бокових смуг PБОК = A2 8 . Повна потужн╕сть АМн (АТ) дор╕вню╓ PAT = P0 + PБОК = А2 4 . Тод╕ коеф╕ц╕╓нт енергетично╖ ефективност╕ дор╕вню╓: γ 2 = 12 . Ширина спектру
склада╓: ∆f АМн = 3Т , де 1/Т - швидк╕сть передач╕ ╕нформац╕╖ у б╕т/с.
Б╕т - символи одиничних елемент╕в кодових комб╕нац╕й 1 ╕ 0. Швидк╕сть передач╕ ╕нформац╕╖ (б╕т/с) визнача╓ться в╕дношенням:
n 1
V = ∑ log2 mi , (9)
T
=
i 1 i
де n - число паралельних канал╕в зв"язку (канал╕в передач╕ ╕нформац╕╖); Ti - тактовий ╕нтервал ╕ - го каналу у секундах;
mi - число значущих позиц╕й у ╕ - му канал╕.
Для дво╕чного коду це 1 ╕ 0.
Бод - швидк╕сть, в╕дпов╕дна передач╕ одного одиничного елементу у одиницю часу.
Для дво╕чного каналу коли n=1 ╕ m=2 сл╕ду╓, що V = 1Ti = VM ⇒ 1б╕т / с = 1Бод .
Таким чином, ╕нформац╕йна швидк╕сть вим╕рю╓ться у б╕т/с, а швидк╕сть телеграфування у Бод (VM = 1T ).
2.2. Частотна ман╕пуляц╕я Волод╕╓ б╕льш високою завадост╕йк╕стю ╕ можлив╕стю роботи з
приладами бистро╖ д╕╖. У в╕дпов╕дност╕ з телеграфним сигналом скачкообразно зм╕ню╓ться частоти несучого коливання (рис. 14.2) . Такий режим назива╓ться режимом з активною паузою. ЧМн зд╕йсню╓ться у збуднику. Див╕ац╕я частоти при ЧМн дор╕вню╓: ∆fЧМ = ╠62,5;╠12,5;╠250;╠500 Гц.