Fase modulasi sebagai metode transmisi data

Seperti diketahui, sinyal frekuensi radio terdiri dari pembawa, yang didasarkan pada emisi radio dalam bentuk osilasi harmonik sederhana u (t) = U cos (ωt + φ). Dengan demikian ada tiga parameter independen dalam sinyal frekuensi pembawa, yang mempengaruhi perubahan kendali pada sinyal kendali.

Ini menyiratkan kemungkinan tiga jenis: amplitudo (AM), frekuensi (FM) dan modulasi fasa (FM).

Fase modulasi adalah metode transmisi informasi analog atau digital dengan mengubah sudut awal (fasa) φ _{0 dari} frekuensi pembawa sinyal yang ditransmisikan.

Dengan itu, fasa φ (t) bergantung pada amplitudo sinyal kontrol (modulasi), mis. Φ (t) = ω _{0 t} + Δφ ∙ sinΩt + φ ₀ = = φ _{0 +} ke (t), di mana k adalah koefisien proporsionalitas.

Sinyal termodulasi fasa umumnya digambarkan dengan ungkapan u (t) = U _n Dosa [ωt + φ (t)].

Bila modulasi dalam satu nada [e (t) = E sin Ωt], kita memiliki: φ (t) = φ ₀ + kE sin Ωt = φ ₀ + Δφ _max sin Ωt.

Setelah mengganti nilai φ (t) ke dalam persamaan sinyal termodulasi fasa, kita memperoleh u (t) = U _n sin (ω _n t + φ ₀ + Δφ _max sin Ωt), di mana Δφ _max adalah perubahan fasa maksimum yang sebanding dengan amplitudo dari tegangan kontrol. Δφ _max dinyatakan sebagai indeks modulasi sudut dan dilambangkan dengan m.

Seperti yang bisa dilihat, dengan FM, m = Δφ _max = kE. Nilai sesaat dari sudut fasa θ (t) berubah dalam waktu sama dengan Θ (t) = ω _n t + φ ₀ + msin Ωt, sehingga ω = d Θ (t) / dt = ω _n + mΩ cosΩt, dimana mΩ = Δφ _max Ω = Δω _n = kEΩ adalah penyimpangan frekuensi maksimum dari ωH pada FM, berbanding lurus dengan amplitudo dan frekuensi osilasi modulasi.

Dengan demikian, dengan FM, indeks modulasi yang mengkarakterisasi perubahan fasa maksimum sebanding dengan amplitudo sinyal kontrol dan tidak bergantung pada frekuensi modulasi. Perubahan frekuensi relatif terhadap nilai mean (deviasi) bervariasi secara langsung sebanding dengan amplitudo dan frekuensi tegangan modulasi.

Bergantung pada kondisi aplikasi, modulasi fasa memiliki beberapa varietas. Salah satunya, adalah pergeseran kunci fase relatif.

Dalam bentuk ini, tergantung pada sinyal modulasi, hanya fase perubahan sinyal, dan frekuensi dan amplitudo tetap tidak berubah. Dengan OMP, nilai informasi bukanlah perubahan fase absolut, namun perubahannya relatif terhadap nilai sebelumnya.

Sirkuit elektronik yang menyebabkan perubahan pada sudut fase osilasi termodulasi (sehubungan dengan pembawa yang tidak dimodulasi) sesuai dengan sinyal modulasi disebut modulator fasa.

Banyak jenis gambar seperti itu telah dikembangkan. Skema modulator sederhana mengandung varicap-diode, yang mampu mengubah kapasitansi persimpangan di bawah pengaruh tegangan kontrol. Dalam skema ini, tegangan modulasi mengubah kapasitansi dari varicap. Pergeseran fasa bergantung pada besaran relatif tahanan kapasitif dari dioda ini dan tahanan beban R.

Dengan demikian, pergeseran ini tergantung pada tegangan modulasi. Ini juga menentukan modulasi fasa sinyal radio. Namun, pergeseran seperti itu secara nonlinear berhubungan dengan tegangan modulasi, kapasitansi varicap secara nonlinear berhubungan dengan tegangan modulasi, yang menciptakan masalah tambahan dalam pembuatan modulator fasa.

Dalam bentuknya yang murni, modulasi fasa belum menemukan aplikasi yang luas karena kelemahannya yang inheren - imunitas dengan noise rendah.