Phase modulation bilang paraan ng paghahatid ng data

Phase modulation bilang paraan ng paghahatid ng data
Phase modulation bilang paraan ng paghahatid ng data
Anonim

Tulad ng alam mo, ang isang radio frequency signal ay binubuo ng isang carrier, na batay sa radio emission sa anyo ng isang simpleng harmonic oscillation u (t)=U cos (ωt + φ). Kasunod nito na mayroong tatlong independiyenteng parameter sa signal ng dalas ng carrier, sa pamamagitan ng pagkilos kung saan posibleng makuha ang mga pagbabago sa control signal.

Ito ay nagpapahiwatig ng posibilidad ng tatlong uri: amplitude (AM), frequency (FM) at phase modulation (PM).

Phase modulation
Phase modulation
Ang

Phase modulation ay isang paraan ng pagpapadala ng analog o digital na impormasyon sa pamamagitan ng pagpapalit ng inisyal na anggulo (phase) φ0 ng carrier frequency ng ipinadalang signal.

Gamit nito, ang phase φ(t) ay nakasalalay sa amplitude ng control (modulating) signal, i.e. φ(t)=ω0t + Δφ∙sinΩt + φ0==φ0 + ke (t), kung saan ang k ay ang proportionality factor.

Ang isang phase-modulated signal ay karaniwang inilalarawan ng expression na u (t)=Un sin [ωt + φ (t)].

Kapag nagmodulate na may isang tono [e (t)=E sin Ωt] mayroon tayo: φ(t)=φ0 + kE sin Ωt=φ 0 +Δφmaxsin Ωt.

Pagkatapos palitan ang halaga ng φ(t) sa equation ng phase-modulated signal, makukuha natin ang u (t)=Un sin (ω n t + φ0 + Δφmax sin Ωt), kung saan Δφmax Angay ang maximum na pagbabago ng phase na proporsyonal sa amplitude ng control boltahe. Ang Δφmaxay tinatawag na angular modulation index at tinutukoy ng m.

Tulad ng makikita mo, sa FM m=Δφmax =kE. Ang agarang halaga ng anggulo ng phase na nag-iiba-iba ng oras Θ (t) ay Θ (t)=ωn t + φ0 + msin Ωt, kaya ω=d Θ (t)/dt=ωn + mΩ cosΩt, kung saan mΩ=ΔφmaxΩ=Δ ω n =kEΩ - maximum frequency deviation mula sa ωnsa PM, direktang proporsyonal sa amplitude at dalas ng modulating oscillation.

phase modulator
phase modulator

Kaya, sa PM, ang modulation index, na nagpapakilala sa maximum na pagbabago ng phase, ay proporsyonal sa amplitude ng control signal at hindi nakadepende sa modulation frequency. Ang pagbabago sa dalas na nauugnay sa average na halaga (paglihis) ay nagbabago sa direktang proporsyon sa amplitude at dalas ng modulating na boltahe.

Depende sa mga kondisyon ng paggamit, ang phase modulation ay may ilang uri. Ang isa sa mga ito, sa partikular, ay relatibong phase shift keying.

Sa form na ito, depende sa modulating signal, tanging ang phase ng signal ang nagbabago, at ang frequency atang amplitude ay nananatiling hindi nagbabago. Sa OFM, ang halaga ng impormasyon ay hindi ang ganap na pagbabago sa yugto, ngunit ang pagbabago nito na nauugnay sa nakaraang halaga.

Ang electronic circuit na nagiging sanhi ng pagbabago ng phase angle ng modulated waveform (kaugnay ng unmodulated carrier) alinsunod sa modulating signal ay tinatawag na phase modulator.

Maraming uri ng mga ganitong larawan ang nabuo. Ang isang simpleng modulator circuit ay naglalaman ng isang varicap - isang diode na may kakayahang baguhin ang junction capacitance sa ilalim ng pagkilos ng isang control boltahe. Sa circuit na ito, binabago ng modulating voltage ang capacitance ng varicap. Ang phase shift ay depende sa relatibong halaga ng capacitance ng diode na ito at ang load resistance R.

relatibong phase shift keying
relatibong phase shift keying

Kaya, nakadepende ang shift na ito sa modulating voltage. Ito ang nagiging sanhi ng phase modulation ng signal ng radyo. Gayunpaman, ang naturang shift ay hindi linearly na nauugnay sa modulating voltage, ang capacitance ng varicap ay non-linearly na nauugnay sa modulating voltage, na lumilikha ng mga karagdagang problema sa disenyo ng phase modulators.

Sa dalisay nitong anyo, hindi gaanong ginagamit ang phase modulation dahil sa taglay nitong seryosong disbentaha - mababang kaligtasan sa ingay.

Inirerekumendang: