Điều chế pha như một phương pháp truyền dữ liệu

Điều chế pha như một phương pháp truyền dữ liệu
Điều chế pha như một phương pháp truyền dữ liệu
Anonim

Như bạn đã biết, tín hiệu tần số vô tuyến bao gồm một sóng mang, tín hiệu này dựa trên sự phát xạ vô tuyến dưới dạng một dao động điều hòa đơn giản u (t)=U cos (ωt + φ). Do đó, có ba tham số độc lập trong tín hiệu tần số sóng mang, bằng cách tác động vào đó, có thể nắm bắt những thay đổi trong tín hiệu điều khiển.

Điều này ngụ ý khả năng của ba loại: biên độ (AM), tần số (FM) và điều chế pha (PM).

Điều chế pha
Điều chế pha

Điều chế pha là một phương pháp truyền thông tin tương tự hoặc kỹ thuật số bằng cách thay đổi góc ban đầu (pha) φ0của tần số sóng mang của tín hiệu được truyền.

Với nó, pha φ (t) phụ thuộc vào biên độ của tín hiệu điều khiển (điều chế), tức là φ (t)=ω0t + Δφ ∙ sinΩt + φ0==φ0 +ke (t), trong đó k là hệ số tỷ lệ.

Tín hiệu điều chế pha thường được mô tả bằng biểu thức u (t)=Un sin [ωt + φ (t)].

Khi biến điệu với một âm [e (t)=E sin Ωt] ta có: φ (t)=φ0+ kE sin Ωt=φ0+Δφmaxsin Ωt.

Sau khi thay giá trị của φ (t) vào phương trình của tín hiệu điều chế pha, ta được u (t)=Unsin (ωnt + φ0+ Δφmaxsin Ωt), trong đó Δφmaxlà độ thay đổi pha lớn nhất tỷ lệ với biên độ của điện áp điều khiển. Δφmaxcòn được gọi là chỉ số điều biến góc và được ký hiệu là m.

Như bạn thấy, tại FM m=Δφmax=kE. Giá trị tức thời của góc pha biến thiên theo thời gian Θ (t) là Θ (t)=ωnt + φ0+ msin Ωt, do đó ω=d Θ (t) / dt=ωn+ mΩ cosΩt, trong đó mΩ=ΔφmaxΩ=Δ ω n=kEΩ - độ lệch tần số cực đại so với ωntại PM, tỷ lệ thuận với biên độ và tần số của dao động điều hòa.

bộ điều biến pha
bộ điều biến pha

Như vậy, với PM, chỉ số điều chế, đặc trưng cho sự thay đổi pha cực đại, tỷ lệ với biên độ của tín hiệu điều khiển và không phụ thuộc vào tần số điều chế. Sự thay đổi tần số so với giá trị trung bình (độ lệch) thay đổi tỷ lệ thuận với biên độ và tần số của điện áp điều biến.

Tùy theo điều kiện sử dụng mà điều chế pha có nhiều loại. Đặc biệt, một trong số đó là khóa lệch pha tương đối.

Ở dạng này, tùy thuộc vào tín hiệu điều chế, chỉ có pha của tín hiệu thay đổi, còn tần số vàbiên độ không đổi. Với OFM, giá trị thông tin không phải là sự thay đổi tuyệt đối trong pha mà là sự thay đổi của nó so với giá trị trước đó.

Mạch điện tử làm cho góc pha của dạng sóng điều chế (so với sóng mang không điều chế) thay đổi theo tín hiệu điều chế được gọi là mạch điều chế pha.

Nhiều loại hình ảnh như vậy đã được phát triển. Một mạch điều chế đơn giản chứa một varicap - một diode có khả năng thay đổi điện dung mối nối dưới tác động của điện áp điều khiển. Trong mạch này, điện áp biến đổi làm thay đổi điện dung của biến trở. Sự dịch chuyển pha phụ thuộc vào giá trị tương đối của điện dung của diode này và điện trở tải R.

khóa chuyển pha tương đối
khóa chuyển pha tương đối

Vì vậy, sự dịch chuyển này phụ thuộc vào điện áp điều chế. Đây là nguyên nhân gây ra điều chế pha của tín hiệu vô tuyến. Tuy nhiên, sự thay đổi như vậy liên quan không tuyến tính đến điện áp điều biến, điện dung của biến thể không liên quan tuyến tính với điện áp điều chế, điều này tạo ra các vấn đề bổ sung trong thiết kế bộ điều biến pha.

Ở dạng thuần túy, điều chế pha chưa được sử dụng rộng rãi do nhược điểm nghiêm trọng vốn có của nó - khả năng chống nhiễu thấp.

Đề xuất: