MODULAREA OSCILĂRILOR ELECTROMAGNETICE
În sine, o oscilație armonică nu conține informații utile, deoarece toți cei trei parametri (amplitudinea, frecvența și faza) nu se schimbă în timp. Pentru a transmite informații utile folosind semnale electrice și unde electromagnetice, oscilațiile trebuie să fie modulate. Modularea poate fi înțeleasă ca impunerea unor semnale cu frecvență redusă (modulatoare) pe anumite oscilații de înaltă frecvență, numite purtătoare sau modulate. O astfel de fluctuație poate fi transmisă în aer, distribuită în ea și recepționată de dispozitivele de recepție. În acest sens, în esență, comunicațiile radio se bazează, de exemplu, pe radiodifuziune sau pe televiziune.
Există trei tipuri principale de modulare a oscilațiilor armonice:
- modularea amplitudinii (cu aceasta se modifică amplitudinea oscilațiilor)
- modularea frecvenței - frecvența schimbărilor de oscilație
- Modularea fazelor - faza schimbărilor de oscilație
În practică, modularea amplitudinii (AM) este aplicată în benzile lungi, medii și scurte (zone alocate în intervalul de la 0,15 la 30 MHz). Modularea amplitudinii este caracterizată de un factor de modulație - cel mai adesea este dat în procente indicând câte procente amplitudinea se modifică într-o direcție sau alta față de valoarea inițială. Orice impuls de zgomot modifică amplitudinea semnalului armonic, astfel încât dispozitivele cu AM sunt foarte sensibile la interferențe.
Frecvența modulației (FM) este mult mai rezistentă la zgomot. În plus, semnalele FM pot fi limitate în amplitudine. Aceste oscilații ocupă o gamă de frecvențe mai mare decât oscilațiile AM (schimbarea frecvenței sau abaterea acesteia este de obicei +75 kHz). Prin urmare, FM este utilizat în benzi ultra-scurte (VHF).
Modularea fazei este una dintre tipurile de modulație în care faza undelor purtătoare este controlată de un semnal de informație. Semnalul modulat de fază s (t) are următoarea formă: s (t) = g (t) \ sin [2 \ pi f_c t + \ varphi (t)]. unde g (t) este plicul semnalului; \ varphi (t) este un semnal modulativ; f_c este frecvența semnalului purtător; t este timpul. Modularea de fază, care nu este asociată cu faza inițială a semnalului purtător, se numește modulație de fază relativă (PFM). În cazul în care semnalul de informație este discret, atunci vorbim despre manipularea fazelor. Deși, strict vorbind, în produse reale nu există nici o manipulare, deoarece pentru a reduce banda de frecvență ocupată, manipularea nu este efectuată printr-un impuls dreptunghiular, ci printr-o formă de clopot (cosinus înalt, etc.). În ciuda acestui fapt, când se modulează cu un semnal discret, se spune doar manipularea. Prin caracteristici, modularea fazelor este apropiată de modularea frecvenței. În cazul unui semnal sinusoidal modulativ (informațional), rezultatele frecvenței și modulației de fază coincid.
Pentru a implementa modularea amplitudinii, sunt folosite dispozitive speciale - modulatoare. Cel mai adesea, acestea sunt amplificatoare de putere de joasă frecvență care suprapun un semnal de frecvență joasă la tensiunea de alimentare a unui oscilator LC sau a unui amplificator de putere de înaltă frecvență care amplifică semnalul unui oscilator LC. Există și alte modalități de implementare a modulației de amplitudine utilizate în emițătoarele radio.
Pentru implementarea modulației de frecvență, un condensator cu tensiune controlată -varikap este conectat la circuit. Cel mai adesea aceasta este o diodă convențională cu o joncțiune rn, a cărei capacitate se schimbă de la tensiunea aplicată în direcția opusă (atunci când dioda este închisă). Când capacitatea circuitului se schimbă, frecvența rezonanței sale se modifică și, ca o consecință, frecvența de oscilație a oscilatorului LC.
Metodele de modulare a fazelor (manipulare)
- Modularea fazei în cadre a unui semnal purtător
- Modularea fazelor obținută prin schimbarea frecvenței semnalului purtător
- Sinteza digitală a unui semnal schimbat în fază fără utilizarea circuitelor de schimbare a fazei și a modificărilor parametrilor reactivi ai circuitului oscilator
- Schimbarea fazei semnalului purtător prin schimbarea capacității circuitului oscilant
- Schimbarea fazei unui semnal purtător prin comutarea oscilatoarelor purtătoare
- Schimbarea fazei semnalului purtător prin comutarea canalelor semnalului purtător. În fiecare canal, semnalul este luat de la același generator, dar cu o anumită trecere de fază.