Модулација на фази: Теорија, временски домен, домен на фреквенција

Модулација на радиофреквенција
Модулацијата на фази е слична на модулацијата на фреквенцијата и е важна техника во системите за дигитална комуникација.

Сите сме слушнале за AM радио и FM радио. Но, фазата на модулација се чини дека е во друга категорија - „Премиерското радио“ во никој случај не е вообичаен термин. Излегува дека модулацијата во фазата е порелевантна во контекст на дигиталниот RF. 

Сепак, на некој начин можеме да кажеме дека PM радиото е исто толку често како FM радио, затоа што има мала разлика помеѓу модуларната фаза и модулацијата на фреквенцијата. ФМ и ПМ најдобро се сметаат за две тесно поврзани варијанти на модулација на аголот, каде што „аголот“ се однесува на модификација на количината пренесена на синусна или косинусна функција.

Математика
Во претходната страница видовме дека модулацијата на фреквенцијата се постигнува со додавање на интегралот на сигналот од основната лента на аргументот за синусна или косинусна функција (каде функцијата на синус или косинус претставува превозник):

Сепак, ќе се потсетиме дека воведовме фреквенција модулација со првото дискутирање за модулацијата на фазата: додавање на самиот сигнал за базна врска, наместо интеграл на сигналот за база на врски, предизвикува фазата да се разликува според вредноста на основната лента. Така, фазата на модулација е всушност поедноставна од модулацијата на фреквенцијата.


Како и кај модулацијата на фреквенција, можеме да го користиме индексот на модулација за да ги направиме фазните варијации почувствителни на промените во вредноста на основната лента:

Сличноста помеѓу модулационата фаза и модулацијата на фреквенцијата станува јасна ако земеме во предвид сигнал за еднофреквентен опсег. Да речеме дека xBB (t) = грев (ωBBt). 

Интегралот на синусот е негативна косинус (плус константа, што можеме да го игнорираме овде) - со други зборови, интегралот е едноставно временска верзија на оригиналниот сигнал. 

Така, ако извршиме модулациска фаза и модулација на фреквенцијата со овој сигнал од основа, единствената разлика во модулираните бранови форми ќе биде усогласувањето помеѓу вредноста на основната лента и варијациите во превозникот; самите варијации се исти. Ова ќе биде појасно во следниот дел, каде ќе разгледаме некои парцели со временски домени.


Важно е да се има предвид дека се занимаваме со моментална фаза, исто како што модулацијата на фреквенцијата се заснова на концептот на моментална фреквенција. Терминот „фаза“ е нејасен. Едно познато значење се однесува на почетната состојба на синусоид; на пример, "нормален" синусен бран започнува со вредност од нула и потоа се зголемува кон неговата максимална вредност. Синусен бран што започнува во различна точка од неговиот циклус има фазно фазно офсет. Можеме да размислиме и за фазата како специфичен дел од целиот циклус на бранова форма; на пример, во фаза на π / 2, синусоид заврши една четвртина од својот циклус.

Овие толкувања на „фазата“ не ни помагаат многу кога се занимаваме со фаза што континуирано варира како одговор на базата на бранови. Наместо тоа, ние го користиме концептот на моментална фаза, односно фаза во даден момент, што одговара на донесената вредност (во даден момент) на тригонометриска функција. Можеме да размислиме за овие континуирани варијации во моментална фаза како „туркање“ на вредноста на носачот подалеку или поблиску до претходната состојба на брановата форма.

Уште една работа што треба да се има предвид: Фригментите со активирање, вклучително и синус и косинус, работат под агли. Промената на аргументот на активната функција е еквивалентна на промена на аголот и ова објаснува зошто и FM и PM се опишани како модулација на аголот.

Домен на време
Ние ќе ги користиме истите форми на бранови што ги користевме за дискусијата за FM, т.е. носач од 10 MHz и синусоидалниот база на сигнал од 1 MHz:

Еве ја FM-брановата форма (со м = 4) што ја видовме на претходната страница:

Можеме да ја пресметаме PM формата на PM користејќи ја следнава равенка, каде сигналот додаден во аргументот на носачот, користи позитивен синус (пр. Оригинален сигнал) наместо негативна косинус (т.е. интеграл на оригиналниот сигнал)

Еве го заговорот за премиерот:

Пред да разговараме за ова, ајде да погледнеме и во заговор што ја покажува формата на ФМ-формат и брановодот на премиерот:

Првото нешто што ми доаѓа на ум тука е дека од визуелна гледна точка, FM е повеќе интуитивен од премиерот — постои јасна визуелна врска помеѓу повисоките и пониските фреквенции на модулираната бранова форма и повисоките и пониските вредности на базата. 

Со премиерот, врската помеѓу брановата бранова форма и однесувањето на превозникот е можеби не е очигледна веднаш. Сепак, по малку инспекција можеме да видиме дека фреквенцијата на носачот ПМ одговара на наклонот на брановата форма на основата; секциите со највисока фреквенција се појавуваат за време на најстрмниот позитивен наклон на xBB, а секциите со најниска фреквенција се појавуваат за време на најстрмниот негативен наклон.

Ова има смисла: Потсетете се дека фреквенцијата (како функција на времето) е дериват на фазата (како функција на времето). Со фазата на модулација, наклонот на сигналот од основната лента управува колку брзо се менува фазата и стапката на промена на фазата е еднаква на фреквенцијата. 

Значи, во бранова форма на PM, високата падина на широкопојасен интернет одговара на висока фреквенција, а ниската падина на базата на врски одговара на ниска фреквенција. Со модулација на фреквенција, ние го користиме интегралот на xBB, кој има ефект на префрлување на пресечените носачи на висока фреквенција (или ниска) фреквенција на вредностите на основната лента, следејќи ги високите (или ниски-) наклони на делови од базата на брановата форма.

Домен на фреквенција
Претходните парцели со временски домен го демонстрираат она што беше кажано претходно: модулацијата на фреквенцијата и модулацијата на фазите се доста слични. Значи, не е изненадувачки што ефектот на премиерот во фреквенцискиот домен е сличен на оној на FM. Еве спектри за фазна модулација со носачите и базните сигнали користени погоре:

 

Резиме
* Модулацијата на фазата се пресметува со додавање на основниот широк сигнал во аргументот на синусна или косинусна функција што го претставува носачот.

* Индексот на модулација ги прави фазните варијации повеќе или помалку чувствителни на однесувањето на сигналот за основната лента.

* Ефектите на фреквенцијата на доменот на фазата на модулација се слични на ефектите на модулацијата на фреквенцијата.

* Аналогната фаза модулација не е вообичаена; сепак, дигиталната фаза модулација е широко користена.

Остави порака 

Список со пораки