Методы осуществления угловой модуляции

Методы осуществления угловой модуляции можно разделить на прямые и косвенные. Прямой метод при ЧМ означает непосредственное воздействие на колебательную систему автогенератора, определяющую частоту колебаний. Косвенный метод состоит в преобразовании ФМ в ЧМ. Прямой метод при ФМ означает воздействие на ВЧ усилитель или умножитель частоты, т.е. на электрические цепи, определяющие фазу высокочастотных колебаний. Косвенный метод заключается в преобразовании частотной модуляции в фазовую. Сказанное можно пояснить с помощью четырех структурных схем, представленных на рис. 21.4, на которых приняты следующие обозначения: Г - автогенератор, У - усилитель, ЧМ - частотный модулятор, ФМ - фазовый модулятор, И - интегратор. Для преобразования ФМ в ЧМ на входе фазового модулятора включается интегратор (рис. 21.4, в), а частотной - в фазовую на входе ЧМ - дифференцирующая цепь (рис. 21.4, г).

Рис. 21.4 Структурные схемы для получения ЧМ и ФМ прямым и косвенным методами

Сигнал на выходе интегратора u_вых(t) связан с входным сигналом u_мод(t) соотношением: . (21.12)

При модулирующем сигнале (21.2) из (21.12) получим:

. (21.13)

При этом для фазы сигнала имеем:

. (21.14)

Для изменения мгновенной частоты сигнала при функции, описывающей фазу согласно (21.14), получим:

. (21.15)

Из (21.15) следует, что девиация частоты , что и требуется иметь при ЧМ. Из сравнения последнего выражения с девиацией фазы (21.14) получим:

Dw_дев=Dj_дев(W)W=const. (21.16)

Согласно (21.16) фаза меняется с частотой модулирующего сигнала, причем минимальному значению W_мин соответствует максимальное значение отклонения фазы Dj_{дев.макс}. Примем Dj_{дев.макс}=1 рад. Тогда при косвенном методе ЧМ имеем: Dw_дев=W_мин- Небольшое значение девиации частоты Dw_дев, которое можно получить при косвенном методе ЧМ, ограничивает область его использования. Повышение Dw_дев возможно путем увеличения Dj_{дев.макс} за счет применения многоконтурных колебательных цепей или умножения частоты сигнала в n раз, что в такое же число раз увеличивает девиацию частоты. По аналогичной методике, исследуя схему косвенной модуляции ФМ с использованием дифференцирующей цепи (рис. 21.4, г), получим для девиации фазы: Dj_дев=Dw_дев/W=const и, следовательно, Dj_{дев.макс}=Dw_{дев.макс}/W_макс.