📜  模拟通信-FM调制器

📅  最后修改于: 2020-11-26 09:57:43             🧑  作者: Mango


在本章中,让我们讨论产生NBFM和WBFM波的调制器。首先,让我们讨论一下NBFM的产生。

NBFM的产生

我们知道FM波的标准方程是

$$ s \ left(t \ right)= A_c \ cos \ left(2 \ pi f_ct + 2 \ pi k_f \ int m \ left(t \ right)dt \ right)$$

$ \ Rightarrow s \ left(t \ right)= A_c \ cos \ left(2 \ pi f_ct \ right)\ cos \ left(2 \ pi k_f \ int m \ left(t \ right)dt \ right)-$

$ A_c \ sin \ left(2 \ pi f_ct \ right)\ sin \ left(2 \ pi k_f \ int m \ left(t \ right)dt \ right)$

对于NBFM,

$$ \左| 2 \ pi k_f \ int m \ left(t \ right)dt \ right | <<1 $$

我们知道,当$ \ theta $非常小时,$ \ cos \ theta \约1 $和$ \ sin \ theta \约1 $。

通过使用以上关系,我们将得到NBFM方程

$$ s \ left(t \ right)= A_c \ cos \ left(2 \ pi f_ct \ right)-A_c \ sin \ left(2 \ pi f_ct \ right)2 \ pi k_f \ int m \ left(t \对)dt $$

NBFM调制器的框图如下图所示。

NBFM调制器

在此,积分器用于积分调制信号$ m \ left(t \ right)$。载波信号$ A_c \ cos \ left(2 \ pi f_ct \ right)$是通过-90 ^ 0 $相移得到$ A_c \ sin \ left(2 \ pi f_ct \ right)$的$ -90 ^ 0 $移相器。乘积调制器有两个输入$ \ int m \ left(t \ right)dt $和$ A_c \ sin \ left(2 \ pi f_ct \ right)$。它产生一个输出,这是这两个输入的乘积。

通过在前向路径中放置一个块$ 2 \ pi k_f $,再乘以$ 2 \ pi k_f $。求和器块有两个输入,它们不过是NBFM方程的两个项。在求和模块的输入处为载波信号和其他项分配了正号和负号。最后,求和器产生NBFM波。

WBFM的产生

以下两种方法会生成WBFM波。

  • 直接法
  • 间接法

直接法

这种方法称为直接方法,因为我们直接生成宽带FM波。在这种方法中,压控振荡器(VCO)用于生成WBFM。 VCO产生输出信号,其频率与输入信号电压成正比。这类似于调频波的定义。下图显示了WBFM波产生的框图。

直接法

在此,调制信号$ m \ left(t \ right)$被用作压控振荡器(VCO)的输入。 VCO产生的输出只是WBFM。

$$ f_i \:\ alpha \:m \ left(t \ right)$$

$$ \ Rightarrow f_i = f_c + k_fm \ left(t \ right)$$

哪里,

$ f_i $是WBFM波的瞬时频率。

间接法

这种方法称为间接方法,因为我们间接生成宽带FM波。这意味着,首先我们将生成NBFM波,然后在倍频器的帮助下将获得WBFM波。下图显示了WBFM波的生成框图。

间接法

该框图主要包含两个阶段。在第一阶段,将使用NBFM调制器生成NBFM波。我们已经在本章开始时看到了NBFM调制器的框图。我们知道NBFM波的调制指数小于1。因此,为了获得所需的FM波调制指数(大于1),请正确选择倍频值。

倍频器是一种非线性设备,其产生的输出信号的频率是输入信号频率的“ n”倍。其中,“ n”是乘法因子。

如果将调制指数$ \ beta $小于1的NBFM波用作倍频器的输入,则倍频器会产生输出信号,其调制指数为’n’乘以$ \ beta $,频率也为’n乘以WBFM波的频率。

有时,我们可能需要多级倍频器和混频器,以增加FM波的频率偏差和调制指数。