Фазавая мадуляцыя як спосаб перадачы дадзеных

Як вядома, радыёчастотны сігнал складаецца з апорнай, у аснове якой ляжыць радыёвыпраменьванне ў выглядзе простага гарманічнага вагання u (t) = U cos (ωt + φ). З гэтага вынікае, што ў сігнале апорнай частоты маецца тры незалежныя параметру, уздзейнічаючы на якія можна захаваць змены кіраўніка сігналу.

Адсюль выцякае магчымасць трох відаў: амплітудная (АМ), частотная (ЧМ) і фазавая мадуляцыя (ФМ).

Фазавая мадуляцыя - гэта спосаб перадачы аналагавай або лічбавай інфармацыі метадам змены пачатковага кута (фазы) φ ₀ апорнай частоты перадаванага сігналу.

Пры ёй фаза φ (t) залежыць ад амплітуды кіраўніка (мадулюе) сігналу, г.зн. φ (t) = ω _{0 t} + _Δ φ ∙ _sinΩt + φ ₀ = = φ _{0 +} ke (t), дзе k - каэфіцыент прапарцыйнасці.

Фазава-мадуляваны сігнал увогуле выпадку апісваецца выразам u (t) = U _н sin [ωt + φ (t)].

Пры мадуляцыі адным тонам [e (t) = E sin Ωt] маем: φ (t) = φ ₀ + kE sin Ωt = φ ₀ + _Δφ max sin Ωt.

Пасля падстаноўкі значэння φ (t) у раўнанне фазава-мадуляванага сігналу атрымліваем u (t) = U _н sin (ω _н t + φ ₀ + _Δφ max sin Ωt), дзе _Δφ max - максімальная змена фазы, прапарцыйнае амплітудзе кіраўніка напружання. _Δφ max называюць інакш індэксам кутні мадуляцыі і абазначаюць праз m.

Як бачна, пры ФМ m = _Δφ max = kE. Імгненнае значэнне зменлівага ў часе фазавага кута Θ (t) роўна Θ (t) = ω _н t + φ ₀ + msin Ωt, так што ω = d Θ (t) / dt = ω _н + mΩ cosΩt, дзе mΩ = _Δφ max ω = Δ ω _н = kEΩ - максімальнае адхіленне частоты ад ω _н пры ФМ, прама прапарцыянальнае амплітудзе і частаце мадулюе ваганні.

Такім чынам, пры ФМ індэкс мадуляцыі, які характарызуе максімальную змена фазы, прапарцыйны амплітудзе кіраўніка сігналу і не залежыць ад частаты мадуляцыі. Змена частоты адносна сярэдняга значэння (дэвіяцыя) змяняецца прама прапарцыйна амплітудзе і частаце мадулюе напружання.

У залежнасці ад умоў прымянення фазавая мадуляцыя мае некалькі разнавіднасцяў. Адной з іх, у прыватнасці, з'яўляецца адносная фазавая маніпуляцыя.

Пры гэтым выглядзе ў залежнасці ад мадулюе сігналу змяняецца толькі фаза сігналу, а частата і амплітуда застаюцца нязменнымі. Пры ОФМ інфармацыйнае значэнне мае не абсалютная змена фазы, а яе змяненне адносна папярэдняга значэння.

Электронная схема, якая выклікае змену фазавага кута мадуляванага ваганні (адносна немодулированной апорнай) у адпаведнасці з мадулюе сігналам, называецца фазавы модулятор.

Распрацаваны шматлікія тыпы такіх малюнкаў. Схема простага модулятора ўтрымлівае варыкапаў - дыёд, здольны пад дзеяннем кіраўніка напружання змяняць ёмістасць пераходу. У гэтай схеме мадулюе напружанне змяняе ёмістасць варыкапаў. Зрух фазы залежыць ад адноснай велічыні ёмістага супраціву гэтага дыёда і супраціў нагрузкі R.

Такім чынам, дадзены зрух залежыць ад мадулюе напружання. Гэта і абумоўлівае фазавую мадуляцыю радыёсігналу. Тым не менш, падобны зрух нелінейна звязаны з мадулюе напругай, ёмістасць варыкапаў нелінейна звязаная з мадулюе напругай, што стварае дадатковыя праблемы пры канструяванні фазавых модуляторов.

У чыстым выглядзе фазавая мадуляцыя не знайшла дастаткова шырокага ўжывання з-за якая ўласціва ёй сур'ёзнага недахопу - нізкай памехаабароненасці.