Comunicazione analogica - Modulatori FM
In questo capitolo, discutiamo dei modulatori che generano onde NBFM e WBFM. Innanzitutto, parliamo della generazione di NBFM.
Generazione di NBFM
Sappiamo che l'equazione standard dell'onda FM è
$$ s \ sinistra (t \ destra) = A_c \ cos \ sinistra (2 \ pi f_ct + 2 \ pi k_f \ int m \ sinistra (t \ destra) dt \ destra) $$
$ \ Freccia destra s \ sinistra (t \ destra) = A_c \ cos \ sinistra (2 \ pi f_ct \ destra) \ cos \ sinistra (2 \ pi k_f \ int m \ sinistra (t \ destra) dt \ destra) - $
$ A_c \ sin \ sinistra (2 \ pi f_ct \ destra) \ sin \ sinistra (2 \ pi k_f \ int m \ sinistra (t \ destra) dt \ destra) $
Per NBFM,
$$ \ left | 2 \ pi k_f \ int m \ sinistra (t \ destra) dt \ destra | <<1 $$
Sappiamo che $ \ cos \ theta \ circa 1 $ e $ \ sin \ theta \ circa 1 $ quando $ \ theta $ è molto piccolo.
Usando le relazioni di cui sopra, otterremo il file NBFM equation come
$$ s \ sinistra (t \ destra) = A_c \ cos \ sinistra (2 \ pi f_ct \ destra) -A_c \ sin \ sinistra (2 \ pi f_ct \ destra) 2 \ pi k_f \ int m \ sinistra (t \ a destra) dt $$
Lo schema a blocchi del modulatore NBFM è mostrato nella figura seguente.
Qui, l'integratore viene utilizzato per integrare il segnale modulante $ m \ sinistra (t \ destra) $. Il segnale portante $ A_c \ cos \ left (2 \ pi f_ct \ right) $ è la fase spostata di $ -90 ^ 0 $ per ottenere $ A_c \ sin \ left (2 \ pi f_ct \ right) $ con l'aiuto di $ -90 ^ 0 $ cambio di fase. Il modulatore del prodotto ha due ingressi $ \ int m \ left (t \ right) dt $ e $ A_c \ sin \ left (2 \ pi f_ct \ right) $. Produce un output, che è il prodotto di questi due input.
Questo viene ulteriormente moltiplicato per $ 2 \ pi k_f $ inserendo un blocco $ 2 \ pi k_f $ nel percorso in avanti. Il blocco estivo ha due ingressi, che non sono altro che i due termini dell'equazione NBFM. Segni positivi e negativi sono assegnati al segnale portante e l'altro termine all'ingresso del blocco estivo. Infine, il blocco estivo produce l'onda NBFM.
Generazione di WBFM
I due metodi seguenti generano un'onda WBFM.
- Metodo diretto
- Metodo indiretto
Metodo diretto
Questo metodo è chiamato metodo diretto perché stiamo generando direttamente un'onda FM a banda larga. In questo metodo, l'oscillatore controllato in tensione (VCO) viene utilizzato per generare WBFM. VCO produce un segnale di uscita, la cui frequenza è proporzionale alla tensione del segnale di ingresso. Questo è simile alla definizione di onda FM. Lo schema a blocchi della generazione dell'onda WBFM è mostrato nella figura seguente.
Qui, il segnale modulante $ m \ left (t \ right) $ viene applicato come ingresso dell'oscillatore controllato in tensione (VCO). VCO produce un output, che non è altro che il WBFM.
$$ f_i \: \ alpha \: m \ sinistra (t \ destra) $$
$$ \ Freccia destra f_i = f_c + k_fm \ sinistra (t \ destra) $$
Dove,
$ f_i $ è la frequenza istantanea dell'onda WBFM.
Metodo indiretto
Questo metodo è chiamato metodo indiretto perché stiamo generando indirettamente un'onda FM a banda larga. Ciò significa che prima genereremo un'onda NBFM e poi con l'aiuto dei moltiplicatori di frequenza otterremo un'onda WBFM. Lo schema a blocchi di generazione dell'onda WBFM è mostrato nella figura seguente.
Questo diagramma a blocchi contiene principalmente due fasi. Nella prima fase, l'onda NBFM verrà generata utilizzando il modulatore NBFM. Abbiamo visto lo schema a blocchi del modulatore NBFM all'inizio di questo capitolo. Sappiamo che l'indice di modulazione dell'onda NBFM è inferiore a uno. Quindi, per ottenere l'indice di modulazione richiesto (maggiore di uno) dell'onda FM, scegliere correttamente il valore del moltiplicatore di frequenza.
Frequency multiplierè un dispositivo non lineare, che produce un segnale di uscita la cui frequenza è 'n' volte la frequenza del segnale di ingresso. Dove, "n" è il fattore di moltiplicazione.
Se l'onda NBFM il cui indice di modulazione $ \ beta $ è inferiore a 1 viene applicato come ingresso del moltiplicatore di frequenza, il moltiplicatore di frequenza produce un segnale di uscita, il cui indice di modulazione è 'n' volte $ \ beta $ e anche la frequenza 'n 'volte la frequenza dell'onda WBFM.
A volte, potremmo richiedere più stadi di moltiplicatore di frequenza e mixer per aumentare la deviazione di frequenza e l'indice di modulazione dell'onda FM.