Модуляторы систем с ЧМ

Многие современные системы сотовой связи используют методы ЧМ модуляции с постоянным значением амплитуды модулированного сигнала. Это позволяет применять ограничения в каналах формирования и обработки сигнала и экономичный класс С в усилителях мощности. Однако, такие сигналы требуют большую полос частот по сравнению с линейными методами модуляции и используются в системах, где энергетическая эффективность важнее спектральной эффективности.

Чаще других используется метод формирования ЧМ сигнала без разрыва фазы (ЧМНФ) на основе ГУН, мгновенная частота которого изменяется в соответствии с изменениями модулирующего сигнала (как при аналоговой ЧМ).

Рис.4.11. модулятор ЧМНФ на основе ГУН.

ЧМ модулированный сигнал имеет вид:

, (4.11)

где при разрывном u(t) значение интеграла φ(t) является непрерывной функцией, а k_f - коэффициент преобразования [Гц/В].

Пусть в (4.11) амплитуда прямоугольных модулирующих импульсов u(t) положительной и отрицательной полярности.

Если на интервале Т_с u(t)=b₁= 1 (передается 1 бит), то ему соответствует частота f_в=f₀+∆f, а если u(t)=b₁= -1, то f_н=f₀-∆f.

В этом случае ЧМ сигнал (4.11) на интервале Т_с имеет вид:

(4.12)

0< t ≤ Т_с.

Найдем выражение индекса ЧМ для сигнала (4.12).

По определению индекс частотной модуляции равен:

, (4.13)

где F_c=1/Т_с - частота манипуляции.

Мгновенная круговая частота сигнала (4.12) равна

, (4.14)

где сдвиг частоты ∆f=k_f b₁.

В результате при b₁ =±1: f_в = f₀+k_f | b₁|; f_н = f₀ - k_f. | b₁| и индекс ЧМ (4.13) для сигнала (4.12) равен

(4.15)

Найдем значение отклонения фазы радиосигнала от фазы немодулированной несущей при произвольном i –м интервале Т_{с ,} т.е. фазовую траекторию (решетку) ЧМ сигнала с непрерывной фазой.

В момент t=T_c (i=1) согласно (4.12) ∆φ₁=2πk_f b₁T_c.. Сигнал на интервале Т_с<t≤2 Т_с (i=2) при u(t)=b₂ можно записать в виде

T_c<t≤2T_c,

По аналогии сигнал ЧМ на i –м интервале Т_с при u(t)=b_i имеет вид:

(4.16)

Фазовая решетка этого ЧМ сигнала представлена на рис.4.12, имеет непрерывную фазу с изломами.

Рис.4.12. Фазовая решетка сигнала ЧМНФ.

Дата добавления: 2013-12-13