Угол модуляция является классом несущей модуляции , который используется в телекоммуникационных системах передачи. Класс включает частотную модуляцию (FM) и фазовую модуляцию (PM) и основан на изменении частоты или фазы , соответственно, несущего сигнала для кодирования сигнала сообщения. Это контрастирует с изменением амплитуды несущей, которое практикуется при передаче с амплитудной модуляцией (AM), самом раннем из основных методов модуляции, широко используемых в раннем радиовещании.
Фонд [ править ]
В общем виде процесс аналоговой модуляции синусоидальной несущей волны можно описать следующим уравнением: [1]
- .
A (t) представляет собой изменяющуюся во времени амплитуду синусоидальной несущей волны, а косинусоидальный член представляет собой несущую на ее круговой частоте и мгновенное отклонение фазы . В этом описании непосредственно представлены две основные группы модуляции, амплитудной модуляции и угловой модуляции. При амплитудной модуляции член угла сохраняется постоянным, в то время как при угловой модуляции член A (t) постоянен, а второй член уравнения имеет функциональную связь с модулирующим сигналом сообщения.
Функциональная форма косинусного члена, который содержит выражение мгновенной фазы в качестве аргумента, обеспечивает различие двух типов угловой модуляции, частотной модуляции (FM) и фазовой модуляции (PM). [2] В FM сигнал сообщения вызывает функциональное изменение несущей частоты . Эти изменения контролируются как частотой, так и амплитудой модулирующей волны. При фазовой модуляции мгновенное отклонение фазы несущей регулируется модулирующим сигналом, так что основная частота остается постоянной.
Для частотной модуляции мгновенная частота несущей волны с угловой модуляцией задается первой производной по времени от мгновенной фазы:
- ,
![{\ displaystyle {\ frac {d} {dt}} [\ omega t + \ phi (t)] = \ omega + \ phi '(t) \, \!}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/acd4d1c6b07daedffb6c83202875dd42175252b0)
в котором может быть определено как мгновенное отклонение частоты, измеренное в рад / с.
В принципе, модулирующий сигнал как с частотной, так и с фазовой модуляцией может быть либо аналоговым по природе, либо цифровым. Однако, как правило, при использовании цифровых сигналов для изменения несущей этот метод называется манипуляцией , а не модуляцией. [3] Таким образом, в телекоммуникационных модемах используется частотная манипуляция (FSK), фазовая манипуляция (PSK) или амплитудно-фазовая манипуляция (APK), а также различные комбинации. Кроме того, другая цифровая модуляция - это линейное кодирование , при котором используется несущая основной полосы частот , а не волна полосы пропускания .
Методы угловой модуляции могут обеспечить лучшее распознавание помех и шума, чем амплитудная модуляция. [2] Эти улучшения, однако, являются компромиссом против повышенных требований к пропускной способности.
Частотная модуляция [ править ]
Частотная модуляция широко используется для FM вещания по радио программ , и в значительной степени вытеснен амплитудной модуляции для этой цели , начиная с 1930 - х годов, с его изобретения американским инженером Эдвином Армстронгом в 1933 году [4] FM также имеет множество других приложений, например, в двух радиосвязь , а также в FM синтезе для музыкальных синтезаторов .
Фазовая модуляция [ править ]
Фазовая модуляция важна в основных областях применения, включая сотовую и спутниковую связь, а также в методах сетей передачи данных, таких как некоторые системы цифровых абонентских линий и Wi-Fi .
Комбинация фазовой модуляции с амплитудной модуляцией, практиковавшаяся еще в 1874 году Томасом Эдисоном в квадруплексном телеграфе для передачи четырех сигналов, по два в обоих направлениях передачи, составляет технику полярной модуляции .
Ссылки [ править ]
- Перейти ↑ AT&T, Telecommunication Transmission Engineering , Volume 1 - Principles , 2nd Edition, Bell Center for Technical Education (1977)
- ^ a b Саймон Хейкин, Системы связи , John Wiley & Sons (2001), ISBN 0-471-17869-1 , стр.107
- ^ Уизем Д. Рив, Руководство по сигнализации и передаче абонентских шлейфов - в цифровом формате , IEEE Press (1995), ISBN 0-7803-0440-3 , стр. 5.
- ^ Армстронг, EH (май 1936 г.), "Метод уменьшения помех в радиосигналах с помощью системы частотной модуляции", Proc. IRE , 24 (5): 689–740
Дальнейшее чтение [ править ]
- Bell Telephone Laboratories, Системы передачи для связи , 5-е издание, Холмдел, Нью-Джерси, 1982, Глава 6 - Формирование сигналов , стр.93.
