Получение и детектирование колебаний угловой модуляции, страница 2

Фазовая  модуляция с помощью резонансного усилителя. Можно использовать те же способы, что и при частотной модуляции, но только управляемые реактивные сопротивления  следует подключать не к контуру генератора, как это имело место при ЧМ, а контуру резонансного усилителя, на вход которого подается напряжение от задающего генератора с частотой  (рис.12.4).

Рис. 12.4

Под действием управляющего напряжение происходит изменение управляемого сопротивления, которое расстраивает контур относительно частоты. При этом изменяются амплитуда и фаза напряжения на контуре.

Рис. 12.5

На рис.12.5, а приведены АЧХ  и ФЧХ  для трех значений резонансной частоты: ,  и , а на рис.12.5, б для этих же трех случаев построены векторные диаграммы. При любой настройке контура фазовый сдвиг между напряжением на контуре и током первой гармоники определяется ординатой по ФЧХ а эквивалентное сопротивление – ординатой по АЧХ на частоте .  Если резонансная частота контура медленно () изменяется под действием управляющего напряжения, то фаза выходного напряжения, т.е. напряжения на контуре меняется между  и . Уравнение ФЧХ контура для небольших расстроек имеет вид

.                        (12.7)

Если  изменяется пропорционально модулирующему сигналу , то неискаженная модуляция будет на линейном участке ФЧХ (12.7).

Этот линейный участок, т.е. , справедлив лишь для небольших индексов модуляции, не превышающих 0.5 рад (). Это первый недостаток этого способа.

Недостатки способа: во-первых, мал индекс неискаженной модуляции, и, во-вторых, появление паразитной амплитудной модуляции из-за изменения сопротивления контура при отклонении от резонанса.

Паразитная амплитудная модуляция может быть уменьшена при помощи ограничителя амплитуды колебаний. Для получения индексов модуляции, больших 0.5 рад, следует применить несколько последовательных каскадов модуляции или умножители частоты.

Получение ФМ из АМ. Структурная схема устройства приведена на рис.12.6. На балансный модулятор БМ подаются напряжение с задающего генератора  частоты  и модулирующее напряжение. Напряжения с выхода БМ и фазовращателя ФВ, повернутое на , суммируются в сумматоре «+». Не будь фазовращетеля напряжение с ЗГ поступало бы в фазе () и на выходе сумматора было бы АМ колебание. Его формирование поясняется векторной диаграммой на рис. 12.7, а; при этом принято .  С введением ФВ те же компоненты  с выхода БМ суммируются  с вектором  (рис.12.7,б), повернутым на  относительно .  В результате получается ФМ колебание.

                         Рис. 11.6                                           Рис. 12.7

Недостатки этого способа такие же, как и предыдущего. Поэтому для получения неискаженной ФМ и уменьшения паразитной АМ, обусловленной изменением амплитуды , и в этой схеме индекс модуляции  должен быть небольшим.

Достоинство этого и предыдущего способа модуляции состоит в том, что обеспечивается возможность высокой стабильности средней частоты . Задающий генератор, функционирующий на фиксированной частоте, может быть стабилизирован с помощью кварцевого резонатора. Для сохранения этого достоинства и получения больших значений  можно применить умножение частоты – при умножении частоты в раз, индекс модуляции также увеличивается в раз.

12.3. Детектирование ЧМ и ФМ сигналов

Как уже отмечалось в главе 08, детектирование представляет собой процесс, обратный модуляции. Детектирование получается неискаженным, если напряжение на выходе детектора повторяет закон изменения параметра ВЧ колебания –  частоты при ЧМ и фазы в случае ФМ.

Поэтому для идеальных детекторов ЧМ и ФМ сигналов следует записать:

 и , где  и  –  крутизна характеристики соответственно частотного и фазового детекторов.