Достоинства частотной и фазовой модуляций

Главным достоинством частотной модуляции является ослабление действия помех, что позволяет улучшить качество приема. По сравнению с амплитудной модуляцией при частотной модуляции лучше используется мощность передатчика.

В радиосвязи и радиовещании успешно применяется частотная модуляция. В нашей стране создана сеть УКВ радиовещательных станций, работающих с частотной модуляцией в диапазоне 64,5 – 73 МГц. Для радиовещания применяется широкополосная частотная модуляция, при которой наибольшее отклонение частоты от первоначального значения достигает десятков килогерц (обычно + 75 кГц). Такое отклонение частоты допустимо только в случае, если частота несущих колебаний достаточно велика. Поэтому радиовещание с частотной модуляцией ведется на ультракоротких волнах, т. е. на частотах не менее десятков мегагерц.

Передатчики с ФМ нашли широкое применение на практике из-за существенных преимуществ по сравнению с амплитудной модуляцией (АМ) и частотной модуляцией (ЧМ):

- хорошая помехоустойчивость;

- использование АЭ в выгодном энергетическом режиме.

Разнородный характер передаваемой информации (телефония, телеграфия, передача данных и т.д.) требует выполнения жестких ограничений на такие параметры передатчика, как стабильность частоты, нелинейные искажения, амплитудно - и фазочастотные характеристики.

Тракт формирования ФМ сигнала обычно является маломощным, т.к. к уровню вносимых искажений и стабильности характеристик предъявляются наиболее высокие требования. В настоящее время применяется почти исключительно фильтровой метод (метод повторной балансной модуляции), характеризуемый высокой стабильностью качественных показателей основных узлов тракта формирования.[2]

К передатчикам с ФМ предъявляются высокие требования к стабильности частоты. Для обеспечения требуемой стабильности поднесущие частоты вырабатываются синтезатором сетки частот. Усиление ФМ сигнала осуществляется в двух ступенях: в предварительных усилителях или усилителях промежуточной частоты и в оконечных каскадах усилителя мощности. Главными требованиями для усилителей является высокая линейность и надёжность.[2]

Прямые и косвенные способы получения ЧМ и ФМ колебаний

Существуют прямые и косвенные методы получения ФМ и ЧМ колебаний. При прямых методах модулирующее колебание непосредственно воздействует на необходимый для данной модуляции параметр частоту или фазу высокочастотного колебания. В первом случае частотный модулятор представляет собой автогенератор, в контур которого включен реактивный элемент, управляемый модулирующим сигналом. Прямая фазовая модуляция осуществляется в цепи, через которую проходит ВЧ колебание и сдвиг фазы выходного сигнала изменяется под действием сигнала модуляции.

Косвенные методы предполагают получение нужного вида УМ путем осуществления другой модуляции и соответствующего преобразования сигнала. Так как частота и фаза гармонического колебания взаимосвязаны, то ЧМ колебание можно получить, осуществляя модуляцию по фазе. В случае применения косвенного метода ФМ получается из частотной модуляции и соответствующего преобразования сигнала.[1]

Рисунок 5 – Схемы прямого (а, б) и косвенного (в, г) методов получения частотной и фазовой модуляции

Для преобразования фазовой модуляции в частотную на входе фазового модулятора включается интегратор рисунке 5 (в).

Минимальному значению частоты модулирующего сигнала соответствует максимальное значение отклонения девиации фазы. Небольшое значение девиации частоты, которое можно получить при косвенном методе, ограничивает область его использования. Повышение девиации частоты возможно путем увеличения максимальной девиации фазы за счет применения многоконтурных колебательных цепей или умножения частоты сигнала в n раз, что в такое же число раз увеличивает девиацию частоты.[1]

Построение передатчиков с угловой модуляцией