Лекция 6 частотная модуляция (ЧМ). Получение чм сигналов. Частотный модулятор на варикапе. Детектированием чм сигналов

Получение ЧМ сигналов
Пусть дан автогенератор, генерирующий высокочастотные гармонические колебания. Блок-схема автогенератора имеет следующий вид:

ЦОС - Цепь обратной связи

Если параметры индуктивности или емкости в LC колебательном контуре- автогенератора не зависят от времени:

Если параметры индуктивности или емкости в колебательном контуре зависят от времени, то частота колебаний, генерируемых автогенератором, также изменяется во времени, поскольку резонансная частота колебательного контура изменяется с течением времени

Частотный модулятор на варикапе



Вольт- фарадная характеристи
ка варикапа

Статической модуляционной характеристикой частотного модулятора называется зависимость частоты несущего колебания на выходе модулятора от напряжения смещения.

Сигналы с частотной модуляцией не могут быть детектированы непосредственно. Для этого используются следующие три косвенные методы:

1. 
   Сигналы ЧМ преобразуются в сигналы АМ и детектируются с помощью амплитудного детектора.
   
2. 
   Сигналы ЧМ преобразуются в сигналы FM и детектируются фазовым детектором.
   
3. 
   Сигналы ЧМ преобразуются в сигналы с импульсной модуляцией и детектируются детектором импульсов.
   

Рассмотрим принцип работы частотного детектора с одним расстроенным контуром:

Рассмотрим процесс преобразования ЧМ сигнала в АМ сигнал с использованием расстроенного контура. Известно, что частота гармонического ЧМ сигнала изменяется по следующему закону:


Рассмотрим принцип работы частотного детектора с двумя расстроенными контурами:



;


; ;


=

Детекторной характеристикой частотного детектора называется зависимость тока на выходе детектора от частоты немодулированной несущей на его входе.

Частотная модуляция (ЧМ, frequency modulation - FM) характеризуется линейной связью модулирующего сигнала с мгновенной частотой колебаний, при которой мгновенная частота колебаний образуется сложением частоты высокочастотного несущего колебания w_o со значением амплитуды модулирующего сигнала с определенным коэффициентом пропорциональности Dw - девиацией частоты:

w(t) = w_o + Dws(t).

Частотная и фазовая модуляция взаимосвязаны. Если изменяется начальная фаза колебания, изменяется и мгновенная частота, и наоборот. По этой причине их и объединяют под общим названием угловой модуляции (УМ). По форме колебаний с угловой модуляцией невозможно определить, к какому виду модуляции относится данное колебание, к ФМ или ЧМ, а при достаточно гладких функциях s(t) формы сигналов ФМ и ЧМ вообще практически не отличаются.

Академик В.А.Котельников, 1908-2005. Крупнейший ученый в области радиотехники, радиофизики и информатики. Окончил Московский энергетический институт в 1931 году. С 1931 г. по 1941 г. преподает в МЭИ и ведет научную работу в ЦНИИ связи. В 1933 г. формулирует знаменитую теорему отсчетов, которая носит его имя. В период Великой Отечественной войны (1941-1945 гг.) работал над созданием специальной аппаратуры связи. С 1948 г. по 1953 г. директор и главный конструктор ОКБ МЭИ. В 1953 году избран академиком АН СССР. С 1954 года - директор Института радиотехники и электроники АН СССР. Занимался теорией помехоустойчивой радиосвязи и радиолокации, радиолокационным исследованием планет. Лауреат Ленинской премии, дважды лауреат Государственной премии СССР. Дважды удостоен звания Героя Социалистического труда, награжден шестью орденами Ленина, орденом "За заслуги перед Отечеством" I степени.