Modulasi fasa sebagai kaedah penghantaran data

2024 Pengarang: Trinity Chesterton | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-02 00:35

Seperti yang anda ketahui, isyarat frekuensi radio terdiri daripada pembawa, yang berdasarkan pancaran radio dalam bentuk ayunan harmonik ringkas u (t)=U cos (ωt + φ). Berikutan daripada ini bahawa terdapat tiga parameter bebas dalam isyarat frekuensi pembawa, dengan bertindak ke atasnya adalah mungkin untuk menangkap perubahan dalam isyarat kawalan.

Ini membayangkan kemungkinan tiga jenis: amplitud (AM), frekuensi (FM) dan modulasi fasa (PM).

Modulasi fasa ialah kaedah penghantaran maklumat analog atau digital dengan menukar sudut awal (fasa) φ_{0 daripada frekuensi pembawa isyarat yang dihantar.}

Dengannya, fasa φ(t) bergantung pada amplitud isyarat kawalan (memodulasi), i.e. φ(t)=ω_0t + _Δφ∙sinΩt + φ₀==φ_{0 + ke (t), dengan k ialah faktor kekadaran.}

Isyarat termodulat fasa biasanya diterangkan dengan ungkapan u (t)=U_{n sin [ωt + φ (t)].}

Apabila memodulasi dengan satu nada [e (t)=E sin Ωt] kita ada: φ(t)=φ₀ + kE sin Ωt=φ ₀ +Δφ_{makssin Ωt.}

Selepas menggantikan nilai φ(t) ke dalam persamaan isyarat termodulat fasa, kita mendapat u (t)=U_n sin (ω _n t + φ₀ + Δφ_maks sin Ωt), di mana Δφ_maks ialah perubahan fasa maksimum berkadar dengan amplitud voltan kawalan. Δφ_{makssebaliknya dipanggil indeks modulasi sudut dan dilambangkan dengan m.}

Seperti yang anda boleh lihat, di FM m=Δφ_maks =kE. Nilai serta-merta sudut fasa mengubah masa Θ (t) ialah Θ (t)=ω_n t + φ₀ + msin Ωt, jadi ω=d Θ (t)/dt=ω_n + mΩ cosΩt, dengan mΩ=Δφ_maksΩ=Δ ω _n =kEΩ - sisihan frekuensi maksimum daripada ω_{npada PM, berkadar terus dengan amplitud dan kekerapan ayunan modulasi.}

Oleh itu, dengan PM, indeks modulasi, yang mencirikan perubahan fasa maksimum, adalah berkadar dengan amplitud isyarat kawalan dan tidak bergantung pada frekuensi modulasi. Perubahan dalam kekerapan berbanding dengan nilai purata (sisihan) berubah dalam perkadaran langsung kepada amplitud dan kekerapan voltan pemodulat.

Bergantung pada syarat penggunaan, modulasi fasa mempunyai beberapa jenis. Salah satu daripadanya, khususnya, ialah penguncian anjakan fasa relatif.

Dalam bentuk ini, bergantung pada isyarat modulasi, hanya fasa isyarat berubah, dan frekuensi danamplitud kekal tidak berubah. Dengan OFM, nilai maklumat bukanlah perubahan mutlak dalam fasa, tetapi perubahannya berbanding dengan nilai sebelumnya.

Litar elektronik yang menyebabkan sudut fasa bentuk gelombang termodulat (berbanding dengan pembawa tidak termodulat) berubah mengikut isyarat modulasi dipanggil modulator fasa.

Banyak jenis imej sedemikian telah dibangunkan. Litar modulator ringkas mengandungi varicap - diod yang mampu menukar kapasitansi simpang di bawah tindakan voltan kawalan. Dalam litar ini, voltan modulasi mengubah kapasitansi varicap. Peralihan fasa bergantung pada nilai relatif kapasitansi diod ini dan rintangan beban R.

Oleh itu, anjakan ini bergantung pada voltan modulasi. Inilah yang menyebabkan modulasi fasa isyarat radio. Walau bagaimanapun, anjakan sedemikian tidak berkaitan secara linear dengan voltan modulasi, kemuatan varicap tidak berkaitan secara linear dengan voltan modulasi, yang menimbulkan masalah tambahan dalam reka bentuk modulator fasa.

Dalam bentuk tulennya, modulasi fasa tidak digunakan secara meluas kerana kelemahan serius yang wujud - imuniti hingar yang rendah.