Генерация двоичных дискретных сигналов am, чm, фm и офm

Структурная схема модема
Структурная схема приведена на рис. 1.
Устройство преобразования сигналов (УПС) передатчика содержит генератор (Г) колебаний несущей частоты, амплитудный модулятор (AM) и полосовой фильтр (ПФ), ограничивающий спектр передаваемого сигнала. Устройство преобразования УПС приемника наряду с ПФ содержит амплитудный детектор (АД), фильтр нижних частот (ФНЧ) и пороговое устройство (ПУ).
При цифровом приеме на выходе ПУ формируется "1", если выходное напряжение детектора превышает некоторый пороговый уровень u{\displaystyle u\,\!} и "0", если оно ниже уровня u{\displaystyle u\,\!}.
ЧМ (Частотная модуляция)
Частотная модуляция — вид аналоговой модуляции, при котором информационный сигнал управляет частотой несущего колебания. По сравнению с амплитудной модуляцией здесь амплитуда остаётся постоянной.
Передаваемый сигнал при ЧМ
Передаваемый сигнал при частотной модуляции имеет вид:
u(t)=Umcos(2π[f0t+Δfm(t)]){\displaystyle u(t)=U_{m}{\cos }({2{\pi }[f_{0}t+{\Delta }f_{m}(t)]})\,\!}
где
Δfm{\displaystyle {\Delta }f_{m}\,\!} — девиация частоты;
0(t)=∫A(s)ds{\displaystyle 0(t)=\int A(s)ds\,\!} — изменяющийся во времени индекс частотной модуляции.
В случае манипуляции символам «1» и «0» соответствуют напряжения
u1(t)=Umcos(2πf1t){\displaystyle u_{1}(t)=U_{m}\cos(2{\pi }f_{1}t)} и u0(t)=Umcos(2πf0t){\displaystyle u_{0}(t)=U_{m}cos(2{\pi }f_{0}t)\,\!}
Разность частот f1−f0=Fp{\displaystyle f_{1}-f_{0}=F_{p}\,\!} называют разносом частот, ее половину Fp/2=Fd{\displaystyle F_{p}/2=F_{d}\,\!} — девиацией частоты. Отношение девиации к основной частоте манипуляции Fb/Fm=mN{\displaystyle F_{b}/F_{m}=m_{N}\,\!} называют индексом частотной манипуляции. Обычно Fd≪f0{\displaystyle F_{d}\ll f_{0}\,\!}.Способ манипуляции с разрывом фазы. Предполагает наличие двух задающих генераторов, с частотами f1{\displaystyle f_{1}\,\!} и f0{\displaystyle f_{0}\,\!}, коммутируемых в соответствии с видом передаваемых посылок. В моменты переключения возникают резкие скачки фазы, приводящие к нежелательному расширению эффективной ширины спектра сигнала.
Способ манипуляции без разрыва фазы. Предусматривает наличие одного задающего генератора. Частотная манипуляция осуществляется путем изменения параметра (емкости) контура. Спектр сигнала сужается. Удается передавать около 0,4 бит/с на 1 Гц полосы частот.

Рис. 1. Структурная схема модема частотной модуляции