Тогда
Þ Þ модуляция частоты в пределах чистым тоном частоты есть модуляция фазы в пределах тем же тоном.Величина
- индекс модуляции (максимальное отклонение фазы); определяется только девиацией и модулирующей частотой------------------------------------------------------------------------------------------------------
Обратно, если чистым тоном модулируется фаза так, что
, то или сÞ для модуляции чистым тоном фазовая и частотная модуляции эквивалентны
------------------------------------------------------------------------------------------------------
Но: в общем случае эквивалентности нет - например, если
Для ЧМ имеем фиксированный сдвиг частоты
Þ линейно нарастающий сдвиг фазыДля ФМ имеем постоянный сдвиг фазы
Þ - частота не изменяется------------------------------------------------------------------------------------------------------
Для определения спектра ЧМ (ФМ) сигнала при гармонической модуляции распишем:
Если модуляция не глубокая (
), то ÞТ.о. при
спектр мощности точно соответствует АМ - три линии в спектре : - но фаза нижней боковой полосы сдвинута (по отношению к АМ) на 180 градусов - как следствие, биения возникают не в амплитуде, а в фазе сигналаАмплитуда боковых полос в
раз меньше амплитуды несущей Þ общая мощность в боковых полосах = ; но достоинство - полная мощность сигнала не меняетсяПри увеличении индекса модуляции
возникают ряды Þв спектре ЧМ (ФМ) появляются частоты
При больших
ширина спектра , причем несущая подавлена до уровня остальных составляющих :Основное применение ЧМ - высококачественное радиовещание (при девиации частоты ~100KHz - т.е. с
) в диапазоне УКВ (60-100MHz) и в каналах передачи звука в телевещании. Причина - низкая чувствительность к паразитной амплитудной модуляции и к помехам.------------------------------------------------------------------------------------------------------
Простейший способ ЧМ-модуляции - прямое воздействие на частоту генератора:
------------------------------------------------------------------------------------------------------
Детектирование:
а) простейший вариант: ЧМ®АМ
б) стандартный способ:
Пусть на входе
Фазовый фильтр вносит сдвиг фазы
- линейный поТогда
На выходе перемножителя
После НЧ-фильтра частота
подавлена и выходной НЧ-сигнал будет - крутизна преобразования частота-напряжение------------------------------------------------------------------------------------------------------
Фазовое детектирование (демодуляция)
Как выяснили,
Þ подав ФМ-сигнал на ЧМ-детектор, на выходе получим производную от модулирующего сигнала Þ введя далее интегрирующее звено, получим ФМ-детектор: - интегратор одновременно будет выполнять функции НЧ-фильтра (давит высокочастотные составляющие)