ФАЗОВАЯ МОДУЛЯЦИЯ

Для осуществления фазовой модуляции (ФМ) нужно иметь устройство, выходе которого фаза колебаний изменяется пропорционально модулирующему сигналу. Для этого можно использовать те же самые управляемые реактивные сопротивления Однако подключать их нужно к контуру усилителя, а не генератора, как это имело место в случае ЧМ. Такая схема показана на рис. 3.35.

Будем считать, что напряжение на входе усилителя и первая гармоника тока синфазна с напряжением Изменение резонансной частоты контура с помощью

реактивного управляемого сопротивления X? вызывает изменение амплитуды и фазы напряжения на контуре. Их величины при заданном токе определяются по частотной и фазовой характеристикам контура. Частота же колебаний в стационарном режиме при любой настройке контура равна частоте входного сигнала.

Рис. 3.35

Рис. 3.36

На рис. 3.36 построены частотные и фазовые характеристики контура для трех значений резонансной частоты На рис. 3.37 для этих же трех случаев построены векторные диаграммы. При любой настройке контура сдвиг фаз напряжения на контуре по отношению к току определяется ординатой фазовой характеристики на частоте а эквивалентное сопротивление — ординатой частотной характеристики на частоте

Рис. 3.37

Если резонансная частота контура медленно изменяется под действием управляющего сигнала от до и обратно, фаза выходного напряжения (напряжения на контуре) меняется между и , т. е. имеет место ФМ напряжения на контуре. Одновременно в результате изменения эквивалентного сопротивления контура для частоты возникает паразитная AM.

Уравнение фазовой характеристики контура с добротностью для небольших расстроек имеет вид

где

Если До) изменяется пропорционально модулирующему сигналу то неискаженная ФМ имеет место, когда изменение пропорционально ), т. е. на линейном участке фазовой характеристики (3.86), где Это справедливо лишь для небольших индексов модуляции, не превышающих 20—30°.

Другой способ осуществления ФМ основан на преобразовании AM в ФМ колебание с помощью устройства, структурная схема которого приведена на рис. 3.38. На балансный модулятор БМ подаются: высокочастотное колебание частоты и модулирующее напряжение (в дальнейшем полагаем В сумматоре осуществляется сложение напряжения, полученного на выходе БМ, с напряжением несущей частоты, повернутым по фазе на 90° в фазовращателе ФВ.

Рис. 3.38

Если бы напряжение поступало на сумматор без поворота фазы то на выходе схемы рис. 3.38 получилось бы AM колебание образование которого поясняется векторной диаграммой рис. 3.39а. В ехеме рис. 3.38 те же компоненты верхней и нижней боковых частот, существующие на выходе БМ, складываются с вектором (рис. 3.396),

Рис. 3.39

повернутым на 90° относительно в результате чего и получается ФМ колебание. Для получения неискаженной ФМ и уменьшения паразитной AM, связанной с изменением амплитуды и в этой схеме индекс модуляции должен быть небольшим.

В заключение укажем на способ получения ФМ с помощью частотного модулятора. При осуществлении ФМ первичным сигналом получается колебание

где а — коэффициент пропорциональности, а при осуществлении ЧМ сигналом

Следовательно, если сначала продифференцировать сигнал е. получить а затем осуществить частотную модуляцию сигналом то получим ФМ колебание. При этом возможно достижение ФМ с большими индексами