Faza modulyasiyasi. Faza modulyasiyasi (FM). Fazasi bo‘yicha modulyasiyalangan signallarni xosil qilish va detektorlash. Reja

Электроника ва радиотехника кафедраси
7-ma’ruza
Faza modulyasiyasi. Faza modulyasiyasi (FM).Fazasi bo‘yicha modulyasiyalangan signallarni xosil qilish va detektorlash.
Reja:

• Fazasi modulyatsiyalangan signallarni hosil qilish.
• Fazasi modulyatsiyalangan signallarni detektorlash

Таъриф : Фаза модуляцяси деб юқори частотали гармоник ташувчи тебранишнинг фазасини паст частотали бирламчи сигналнинг ўзгариш конунига мос равишда ўзгаришига айтилади. Умумий кўринишдаги ФМ сигналнинг математик ифодаси қўйидагича ёзилади:
Паст частотали бирламчи сигнал сифатида гармоник тебраниш берилган бўлсин:
Ташувчини фазасини ўзининг ўрта қийматидан максимал четланишига фаза девиацияси деб аталади.
Фаза модуляциясида модуляция индекси фаза девиациясига тенг бўлади.
Гармоник ФМ сигналнинг фазаси паст частотали бирламчи гармоник сигналнинг ўзгариш қонунига мос равишда ўзгаради:
Гармоник ФМ сигналнинг математик ифодаси қуйидаги кўринишга эга бўлади:
Гармоник ФМ сигнални вектор диаграммасини кўриб чиқамиз.
Гармоник ЧМ ва ФМ сигналларни математик ифодани таққослаймиз:
Юқоридаги формулалардан кўриниб турибдики гармоник ЧМ ва ФМ сигналларнинг математик ифодалари ва гармоник ФМ сигналларнинг вақт диаграммалари ва спекторлари бир ҳил кўринишга эга, уларни фарқлаб бўлмайди. Аммо паст частотали бирламчи сигнал мураккаб сигнал бўлса у холда ФМ ва ЧМ сигналларнинг вақт диаграммалари ва спекторлари кескин равишда бир – бирлари билан фарқ қилади.
Ф а з а с и б ў й и ч а м о д у л я ц и я қ и л и н г а н
с и г н а л л а р н и ҳ о с и л қ и л и ш.
Кириш кучланиши ва коллектор токининг биринчи гармоникасининг фазалари бир хиллар, яъни улар синфаздир. Паст частотали бриламчи сигналнинг ўзгариш қонунига мос равишда LC тебраниш конрурининг резонас частотаси ўзгаради. Бу эса ўз навбатида контуридаги кучланишни хам фазасини ўзгаришига олиб келади. Уларнинг қийматлари берилган ik1 токида контурнинг амплитуда частота ва фаза частота характеристикалари орқали аниқланади. Стационар режимида тебраниш контури хар қандай созланганда ҳам ундаги тебранишнинг частотаси кириш сигналнинг ω0 частотасига тенг бўлади. Частотанинг уч ҳил қиймати учун контурнинг амплитуда частота ва фаза частота характеристикаларни кўриб чиқамиз.
Фаза модуляторини статик модуляцион характеристикаси деб модулятор чиқишидаги ташувчи тебранишнинг фазасини силжиш кучланишини ўзгаришига боғлиқлигини айтилади.
Бундай схемада кучланишнинг фазасидан ташқари унинг амлитудасини ўзгариши хам содир бўлади. Яъни паразит амплитуда модуляцияси хам хосил бўлади. Шунинг учун бундай схема ёрдамида модуляция индекси кичик бўлган (200-300) ФМ сигналлар хосил бўлади.

• Fazasi modulyatsiyalangan signallarni detektorlash

Чиқишидаги кучланиш киришидаги сигнал фазаси ўзгаришига мос равишда ўзгарувчи қурилма фаза детектори (ФД) деб аталади. Амплитуда детектори асосида қурилган бир тактли фаза детекторини ишлаш принципини кўриб чиқамиз.
uФМ(t)=Uωcos[ω0t+φ(t)]
uГ(t)=UГcosω0t
uкир=uГ(t)+uФМ(t)
Бу ҳолда чизиқли режимда ишловчи АД киришидаги кучланиш амплитудаси
UФМ сигналнинг фазаси φ(t) секин ўзгарса uкир(t) кучланиш амплитудаси ўзгаради, натижада чиқиш кучланиши uчиқ(t) ҳам ўзгаради. Uчиқ нинг φ(t) га боғлиқ ўзгариши ночизиқли бўлгани учун бир тактли фаза детектори (ФД) катта бузилишлар билан детекторлайди. Шунинг учун бундай детекторлар кам қўлланади.
Фаза детекторини детекторлаш характеристикаси деб детекторнинг чиқишидаги кучланишнинг унинг киришидаги модуляцияланмаган ташувчининг фазасига боғлиқлиги айтилади.
FM signallarni detektorlashda ikki taktli FD lar keng qo‘llanadi, u ikkita bir xil bir taktli FD dan iborat bo‘lib, uning chiqish kuchlanishi bir taktli FD chiqish kuchlarining ayirmasiga teng. Bunday ikki taktli FD odatda balans faza detektori deb ataladi, chunki bu FD da: Ryu1=Ryu2=Ryu ; Cyu1=Syu2=Syu, diodlar bilan bir xil xarakteristikali va tranformatorning ikkilamchi o‘rami qoq o‘rtasiga tayanch generatori kuchlanishi ug(t) beriladi. Balans FD elektr sxemasi va detektorlash xarakteristikasi rasmda keltirilgan.
ud1
ud2
ug
UFM/2
UFM/2
b)
uchFD1
uchFD2
φ
0
uch
π/2
π
3π/2
2π
d)
Ryu1
VD1
Сyu1
UFM(t)
uchBFD(t)
+
-
id1
VD1
Сyu2
Ryu2
id2
+
-
-
UFM/2
UFM/2
a)
rasm. a) – balansli faza detektori sxemasi, b) – balansli detektor ishlashiga oid vektor diagrammalari, d) – balansli detektor detek detektorlash xarakteristikasi