Modulacija faze kot metoda prenosa podatkov

Kot je znano, je radiofrekvenčni signal sestavljen iz nosilca, ki temelji na radijskih emisijah v obliki preprostega harmonično nihanje u (t) = U cos (omega-t + phi-). Iz tega sledi, da v signalu nosilne frekvence obstajajo trije neodvisni parametri, ki vplivajo na spreminjanje sprememb kontrolnega signala.

To pomeni možnost treh vrst: amplitude (AM), frekvence (FM) in fazne modulacije (FM).

Faza modulacija je metoda za pošiljanje analognih ali digitalnih informacij s spreminjanjem začetnega kota (faze) phi-₀ nosilna frekvenca oddanega signala.

S svojo fazo phi- (t) je odvisna od amplitude signala krmiljenja (modulacije), tj. phi- (t) = omega-_0t+_Delta-phi- sinOmega-t + phi-₀ = phi-_{0 +} ke (t), kjer je k koeficient proporcionalnosti.

Fazno modulirani signal v splošnem primeru je opisan z izrazom u (t) = U_G.sin [omega-t + phi- (t)].

Pri modulaciji v enem tonu [e (t) = E sin Omega-t] imamo: phi- (t) = phi-₀ + kE sin Omega-t = phi-₀ + Delta-phi-_maxgreh Omega-t.

Po zamenjavi vrednosti f (t) v enačbo fazno moduliranega signala dobimo u (t) = U_G. sin (omega-_G. t + phi-₀ + Delta-phi-_max greh Omega-t), kjer Delta-phi-_max - Največja fazna sprememba je sorazmerna amplitudi krmilne napetosti. Delta-phi-_max se sicer imenuje kotni modulacijski indeks in se označi z m.

Kot je razvidno, z FM m = Delta-phi-_max = kE. Trenutna vrednost časovnega faznega kota Theta- (t) je enak Theta- (t) = omega-_G. t + phi-₀ + msin Omega-t, tako da omega- = d Theta- (t) / dt = omega-_G. + mOmega-cosOmega-t, kjer je mOmega- = Delta-phi-_maxOmega- = Delta- omega-_G. = kEOmega- je največja frekvenčna odstopanja od omega-_G. pri FM, ki je sorazmerna amplitudi in frekvenci modulirajočega nihanja.

Tako je z FM, modulacijski indeks, ki označuje največjo spremembo faze, sorazmeren z amplitudo kontrolnega signala in ni odvisen od frekvence modulacije. Sprememba frekvence glede na srednjo vrednost (odstopanje) se spreminja neposredno sorazmerno z amplitudo in frekvenco modulacijske napetosti.

Fazna modulacija ima odvisno od pogojev uporabe več različic. Eden od njih je zlasti relativno fazno premikanje.

V tej obliki, odvisno od modulacijskega signala, se spremeni samo faza signala, frekvenca in amplituda pa ostanejo nespremenjena. Z OMP informacijska vrednost ni absolutna sprememba faze, temveč njegova sprememba glede na prejšnjo vrednost.

Elektronsko vezje, ki povzroči spremembo faznega kota moduliranega nihanja (glede na nedodeljen nosilec) v skladu z modulirnim signalom, se imenuje fazni modulator.

Razvijejo se mnoge vrste takšnih slik. Shema enostavnega modulatorja vsebuje varicap-diode, ki lahko spremeni kapacitivnost priključka pod vplivom krmilne napetosti. V tej shemi modulacijska napetost spreminja kapacitivnost varikap. Fazni premik je odvisen od relativne velikosti kapacitivnosti te diode in odpornosti tovora R.

Tako je ta premik odvisen od modulacijske napetosti. To določa fazno modulacijo radijskega signala. Kljub temu je tak premik nelinearno povezan z modulacijsko napetostjo, kapacitivnost varikapa je nelinearno povezana z modulacijsko napetostjo, kar ustvarja dodatne probleme pri gradnji faznih modulatorjev.

V svoji čisti obliki fazna modulacija ni bila široko uporabljena zaradi njene inherentne resne pomanjkljivosti - majhne odpornosti na šume.