1.3. Характеристика та методи формування ЧМ сигналв.

Енергетичн характеристики завадостйксть можливо значно полпшити використовуючи нелнйн (улов) види модуляц - частотну фазову. Найбльше розповсюдження для передач аналогових сигналв найшла частотна модуляця (ЧМ) з-за простоти реалзац прийому. Використовуться переважно у дапазон УКХ (потребуться дапазон з великою частотною мнстю).

Нехай моделюючий сигнал ма вигляд (t) = V (t)cos(t), а модулюме ВЧ коливання 0 (t ) = A0 cos0t . Початкову фазу ВЧ коливання покладемо рвну нулю, т. 0 = 0 . Миттва частота визначаться спввдношенням

(t ) = 0 + kV (t ) cos(t ), де k - коефцнт пропорцйност тобто по закону

модулюючо функц змнються частота ВЧ коливання. Фаза цього коливання дорвню:

(t ) = t (t )dt = 0 t + k t V (t ) cos(t )dt .

0 0

Тод аналтичний вираз ЧМ сигналу визначаться спввдношенням:

ЧМ (t ) = A0 t (6)

cos 0t + k V (t ) cos(t )dt .

0

Якщо модулююча функця змнються по гармончному закону, тобто (t ) = V cos t , тод

ЧМ (t ) = A0 cos 0t + k V sin t . (7)

Величина kV = m - амплтудна дваця частоти, а m = m - ндекс

частотно модуляц.

Спектр ЧМ сигналу поручаться безкнечно великим, однак його основна енергя зосереджена у прикордоннй смуз FЧМ = 2F (1 + mЧМ ), де F - верхня

кордонна частота модулюючого сигналу.

Приклад. Нехай F = 3400 Гц, а fm = 5 кГц, тод

FЧМ = 2F (1 + 2fm / 2F ) = 2F + 2fm = 2 · 3.400 + 2 · 5 = 16.8 кГц.

Таким чином, ЧМ треба використовувати в УКХ дапазон. Оскльки при ЧМ амплтуда коливань незмнна, то в ПРМ сигнал можливо пдвергати амплтудному обмеженню, що забезпечу виграш у завадостйкост ( лквдуться, в значнй мр, вплив адитивних завад ). Таким чином, виходячи

с спввдношення (6) при ЧМ змна фази коливання виника по закону нтеграла вд модулюючо функц . Неважко бачити, що при ФМ виника змна частоти ВЧ коливання по закону перше похдно вд модулюючо функц. Вид модулюючо функц спектр представлен на рис. 8, а б, вдповдно. Вид ЧМ сигналу його спектр показан на рис. 9, а б, вдповдно. Для спрощення (рис. 8, а) модулююча функця представлена у вигляд однотонального сигналу.

а) б) Рис. 8

а) б) Рис. 9

а). Методи формування ЧМ сигналв.

1). Прямий метод. При прямому метод формуванн ЧМ сигналв в контур автогенератора послдовно або паралельно ( рис. 10) нелнйна мнсть (наприклад, варикап) включаться. В цьому випадку по закону модулюючо функц змнються мнсть варикапа, а значить змнються обща мнсть коливального контуру АГ , що приводить к змн частоти коливань. Характеристика варикапа показана на рис. 11.

Рис. 10 Рис. 11

Робочу точку (з мощу Есм) слду вибирати в област, де залежнсть С от U бльш менш лнйна. Подбн схеми прост, однак волод невисокою стабльнстю.

2). Непрямий метод формування ЧМ сигналв.

Даний метод заключаться в здйсненн фазово модуляц перетворенн в частотну. Реалзаця пристрою здйснються у вдповдност з спввдношенням (7). Подбн пристро являються бльш потужними, але володють бльш високою стабльнстю частоти коливання.

Приклад побудови приймача ЧМ сигналв показана на рис. 12.

Рис. 12.

Частотний детектор (дискримнатор) представля з себе суму послдовного з"днання перетворювача частотно модуляц у амплтудну, наприклад, з потужнстю коливального контуру (рис. 13) амплтудного детектору.

Рис. 13

Використання частотно модуляц ВЧ сигналв знайшло широке використання у авацйному радозв"язку. Наприклад у радостанцях Р-862,