МОДУЛЯЦІЯ електромагнітних КОЛИВАНЬ
Само по собі гармонійнеколивання ніякої корисної інформації не несе, оскільки всі три його параметра (амплітуда, частота і фаза) в часі не змінюються. Перед створенням за допомогою електричних сигналів і електромагнітних хвиль корисну інформацію, коливання повинні бути промодулірованной. Модуляцію можна розуміти як накладення інформаційних низькочастотних (модулирующих) сигналів на деякий високочастотне коливання, іменоване несучим або модульованим. Таке коливання може передаватися в ефір, поширюватися в ньому і прийматися прийомними пристроями. На цьому, по суті, і заснована радіозв'язок, наприклад, радіомовлення або телебачення.
Розрізняють три основних види модуляції гармонічних коливань:
- амплітудна модуляція (при ній змінюється амплітуда коливань)
- частотна модуляція - змінюється частота коливань
- фазова модуляція - змінюється фаза коливань
На практиці амплітудна модуляція (AM) застосовується в діапазонах довгих, середніх і коротких хвиль (виділені ділянки в межах від 0,15 до 30 МГц). Амплітудна модуляція характеризується коеффіціентент модуляції - найчастіше він задається у відсотках вказує, на скільки відсотків змінюється амплітуда в ту чи іншу сторону щодо свого початкового значення. Будь-яка імпульсна перешкода змінює амплітуду гармонічного сигналу, тому пристрої з AM вельми чутливі до перешкод.
Частотна модуляція (ЧМ) набагато більш перешкодостійкі. Тим більше що ЧС-сигнали можна обмежити по амплітуді. Такі коливання займають велику область частот, ніж АМ-коливання (зміна частоти або її девіація зазвичай складають +75 кГц). Тому ЧС застосовується в діапазонах ультракоротких хвиль (УКХ).
Фазова модуляція - один з видів модуляції, при якій фаза несучого коливання управляється інформаційним сигналом. Фазомодулірованний сигнал s (t) має наступний вигляд: s (t) = g (t) \ sin [2 \ pi f_c t + \ varphi (t)]. де g (t) - обвідна сигналу; \ Varphi (t) є модулюючим сигналом; f_c - частота несучого сигналу; t - час. Фазова модуляція, не пов'язана з початковою фазою несучого сигналу, називається відносної фазової модуляцією (ОФМ). У разі, коли інформаційний сигнал є дискретним, то говорять про фазової маніпуляції. Хоча, строго кажучи, в реальних виробах маніпуляції не буває, так як для скорочення займаної смуги частот маніпуляція проводиться не прямокутним імпульсом, а колоколообразной (піднесеним косинусом і ін.). Незважаючи на це, при модуляції дискретним сигналом говорять тільки про маніпуляції. За характеристиками фазова модуляція близька до частотної модуляції. У разі синусоїдального модульованого (інформаційного) сигналу, результати частотної та фазової модуляції збігаються.
Для здійснення амплітудної модуляції використовуються спеціальні пристрої - модулятори. Найчастіше це просто підсилювачі потужності низької частоти, які накладають низькочастотний сигнал на напруга живлення LC-генератора або .високочастотного підсилювача потужності, що підсилює сигнал LC-генератора. Є й інші способи здійснення амплітудної модуляції, застосовувані в радіопередавачах.
Для здійснення частотної модуляції в контур включається керований напругою конденсатор -варікап. Найчастіше це звичайний діод з р-н переходом, ємність якого змінюється від прикладеного в зворотному напрямку (коли діод закритий) напруги. При зміні ємності контуру змінюється частота його резонансу і, як наслідок, частота коливань LC-генератора.
Способи фазової модуляції (маніпуляції)
- Квадратурного-фазова модуляція несучого сигналу
- Фазова модуляція отримується зміною частоти несучого сигналу
- Цифровий синтез фазоманіпулірованних сигналу без використання фазосдвигающих ланцюгів і зміни реактивних параметрів коливального контуру
- Зміна фази несучого сигналу шляхом зміни ємності коливального контуру
- Зміна фази несучого сигналу шляхом перемикання генераторів несучого сигналу
- Зміна фази несучого сигналу шляхом перемикання каналів несучого сигналу. При цьому в кожному каналі сигнал береться від одного і того ж генератора, але з заданим зсувом по фазі.