Definizione dell'angolo o della modulazione di fase:
“La modulazione dell'angolo è un processo non lineare e la larghezza di banda di trasmissione è solitamente molto maggiore del doppio della larghezza di banda del messaggio. A causa della maggiore larghezza di banda, questa modulazione fornisce un rapporto segnale / rumore maggiore senza una maggiore potenza di trasmissione. "
Fondamentalmente, angolo modulazione è diviso in due categorie: modulazione di frequenza e modulazione di fase.
Una caratteristica significativa di questo tipo è che può classificarsi meglio in contrasto con il rumore e il segnale di interferenza rispetto alla modulazione di ampiezza. Questa regolazione in esecuzione è realizzata a spese di una larghezza di banda di trasmissione ampliata; cioè, questa modulazione ci fornisce un metodo per migliorare il rapporto segnale/rumore.
Inoltre, questo miglioramento nell'esecuzione nella modulazione dell'angolo è ottenuto a spese di complessi circuiti sia nella sezione del trasmettitore che nel ricevitore e non è possibile in quella dell'ampiezza.
Espressione matematica della modulazione angolare:
lasciare θi(T) indica l'angolo di una portante sinusoidale modulata all'istante t; si presume che sia una funzione del segnale di rilevamento delle informazioni o del segnale del messaggio. Il segnale modulato in angolo risultante è,
s (t) = Ac cos[θi(T)]
Dove Ac è l'ampiezza della portante, ogni volta che l'angolo si verifica un'oscillazione completa io (t) cambierà del valore di 2π radianti se io (t) aumenta con il tempo, quindi la frequenza media in hertz, su intervalli banali di t a t + ∆t.
Il segnale modulato in angolo s (t) come un fasore rotante di lunghezza Ac e angolo io (t) rispettivamente. La velocità angolare di un tale fasore è dθi (t) / dt, misurata in radianti / sec. L'angolo io (t) è rappresentato per un segnale portante non modulato,
θi (t) = 2πfct + kp m (t)
e il corrispondente fasore rotante con una velocità angolare costante misurata in radianti / sec. Questa costante specifica l'angolo della portante non modulata durante quel periodo.
Esistono vari metodi in cui l'angolo io (t) potrebbe essere modificato in un modo rispetto al segnale del messaggio.
Diagramma delle diverse forme d'onda della modulazione angolare:
Modulazione di frequenza:
"Modulazione di Frequenza è una forma di modulazione angolare in quanto la frequenza istantanea della portante viene modificata proporzionalmente alla variazione istantanea di ampiezza del segnale modulante ”.
FM è un tipo di modulazione angolare in cui fi (t) è linearmente proporzionale al segnale del messaggio m (t) come espresso di seguito,
fi (t) = fc + kf m (t)
Il valore costante di fc presentato alla frequenza del segnale delle portanti non modulate; il kf fisso definito come 'fattore di sensibilità alla frequenza' del modulatore, misurato in hertz per volt d'altra parte m (t) è una forma d'onda del segnale di tensione. Integrando il tempo e moltiplicando il risultato per un fattore 2π, possiamo scrivere
dove il 2nd termine per l'aumento o la diminuzione nella fase istantanea θi(T) a causa del messaggio m (t) one. Il segnale modulato in frequenza è di conseguenza,
Modulazione di fase:
Fase Modulazione è un tale tipo di modulazione dell'angolo in cui l'angolo istantaneo θi (t) è linearmente proporzionale al segnale del messaggio 'm (t)' come presentato per mezzo di,
θi(t) = 2πfct+kp m (t)
Il termine 2πfct esprime l'angolo di portante non modulato Øc impostato a '0' nella modulazione di fase. Il fattore di sensibilità di fase del valore kp fisso del modulatore, comunicato in radianti / volt em (t) è il segnale di tensione. Nella modulazione di fase, il segnale modulato s (t) è rappresentato corrispondentemente nello spazio-tempo da,
s (t) = Ac cos [2πfct+kp m (t)]
Mostra che FM e PM sono fondamentalmente uguali:
Lascia che il segnale portante sia = Ac cos(2πfct)
Lascia che il segnale del messaggio sia = m (t)
Quindi, l'espressione del segnale FM è =
Ora se il metodo di modulazione è Phase Modulation. quindi l'espressione del segnale di modulazione di fase è
= Acos [2πfct+mp . m (t)]
Dove, mp è una costante per la modulazione di fase
Anche il segnale di modulazione di fase può essere trattato come un segnale di modulazione di frequenza dove si trova il segnale del messaggio dm (t) / dt.
Quindi, fondamentalmente la modulazione di frequenza e la modulazione di fase sono sostanzialmente le stesse.
Pre-enfasi e de-enfasi in FM:
Un segnale o un rumore indesiderato casuale si presenta costantemente con una distribuzione spettrale triangolare in una frequenza Tecnica di modulazione, insieme all'impatto che il rumore si verifica alla frequenza massima della banda base.
Questo può essere compensato, con una selezione ristretta, aumentando le frequenze prima della trasmissione e diminuendole con un numero di ricevitore corrispondente. Se riduciamo le alte frequenze dal ricevitore, inoltre, riduce il rumore ad alta frequenza.
Queste pratiche di aumento e diminuzione di queste frequenze sono chiamate rispettivamente pre-enfasi e de-enfasi. Più frequentemente viene utilizzata una costante di tempo di 50 µs.
La quantità totale di pre-enfasi che può essere implementata è limitata dal semplice fatto che molti tipi di segnali sonori moderni comprendono un'energia di frequenza più elevata rispetto agli stili musicali che hanno predominato all'inizio della trasmissione FM.
Non possono essere pre-enfatizzati poiché potrebbero causare una deviazione eccessiva. (i sistemi più contemporanei rispetto alla trasmissione FM utilizzano spesso la pre-enfasi variabile dipendente dal programma.)
Che cosa sono Narrow Band FM (NBFM) e Wide Band FM (WBFM?
L'espressione per i segnali FM è data da
e da qui la frequenza istantanea ωi è dato da,
dove, kf = costante di proporzionalità e kr 🇧🇷 em (T) rappresenta la deviazione della frequenza portante dal valore di quiescenza ωc. Costante Kf quindi controlla la deviazione di frequenza. Se il Kf è piccola anche la deviazione di frequenza è piccola e lo spettro del segnale FM ha una banda stretta. D'altra parte, per un valore maggiore di kf, otteniamo un ampio spettro di frequenze corrispondente alla custodia FM a banda larga.
BANDA STRETTA FM:
L'indice di modulazione per FM a banda stretta è generalmente vicino all'unità e quindi per questo caso, la deviazione massima δ << fm e la larghezza di banda è
B = 2fm.
Questa larghezza di banda è uguale a quella occupata dal segnale AM. L'FM a banda stretta viene utilizzato in cui devono essere trasmessi segnali intelligibili per le comunicazioni come nelle comunicazioni mobili utilizzate dalla polizia, dall'ambulanza, ecc.
FM A BANDA LARGA:
I indice di modulazione per FM a banda larga è maggiore dell'unità. La larghezza di banda di un sistema FM a banda larga è data da,
B = 2 (δ + fm)
Per FM a banda larga δ << fm e quindi B = 2δ
Pertanto, la larghezza di banda dell'FM a banda larga è il doppio della deviazione di frequenza massima. La banda larga FM viene utilizzata laddove lo scopo è trasmettere segnali ad alta fedeltà come nelle trasmissioni FM e nell'audio della TV.
Per ulteriori articoli relativi alla modulazione e alla demodulazione clicca qui
Ciao, sono Soumali Bhattacharya. Ho fatto il Master in Elettronica.
Attualmente sono investito nel campo dell'elettronica e della comunicazione.
I miei articoli si concentrano sulle principali aree dell'elettronica di base in un approccio molto semplice ma informativo.
Sono uno studente brillante e cerco di mantenermi aggiornato con tutte le ultime tecnologie nel campo dei domini dell'elettronica.
Colleghiamoci tramite LinkedIn –
