Communication analogique - Modulateurs FM
Dans ce chapitre, parlons des modulateurs qui génèrent des ondes NBFM et WBFM. Tout d'abord, parlons de la génération de NBFM.
Génération de NBFM
Nous savons que l'équation standard de l'onde FM est
$$ s \ left (t \ right) = A_c \ cos \ left (2 \ pi f_ct + 2 \ pi k_f \ int m \ left (t \ right) dt \ right) $$
$ \ 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) $
Pour NBFM,
$$ \ gauche | 2 \ pi k_f \ int m \ gauche (t \ droite) dt \ droite | <<1 $$
Nous savons que $ \ cos \ theta \ approx 1 $ et $ \ sin \ theta \ approx 1 $ quand $ \ theta $ est très petit.
En utilisant les relations ci-dessus, nous obtiendrons le NBFM equation comme
$$ s \ left (t \ right) = A_c \ cos \ left (2 \ pi f_ct \ right) -A_c \ sin \ left (2 \ pi f_ct \ right) 2 \ pi k_f \ int m \ left (t \ droite) dt $$
Le schéma de principe du modulateur NBFM est illustré dans la figure suivante.
Ici, l'intégrateur sert à intégrer le signal modulant $ m \ left (t \ right) $. Le signal de la porteuse $ A_c \ cos \ left (2 \ pi f_ct \ right) $ est le déphasage de $ -90 ^ 0 $ pour obtenir $ A_c \ sin \ left (2 \ pi f_ct \ right) $ à l'aide de $ -90 ^ 0 $ déphaseur. Le modulateur de produit a deux entrées $ \ int m \ left (t \ right) dt $ et $ A_c \ sin \ left (2 \ pi f_ct \ right) $. Il produit une sortie, qui est le produit de ces deux entrées.
Ceci est encore multiplié par $ 2 \ pi k_f $ en plaçant un bloc $ 2 \ pi k_f $ dans le chemin aller. Le bloc d'été a deux entrées, qui ne sont que les deux termes de l'équation NBFM. Des signes positifs et négatifs sont attribués au signal de porteuse et à l'autre terme à l'entrée du bloc d'été. Enfin, le bloc d'été produit une vague NBFM.
Génération de WBFM
Les deux méthodes suivantes génèrent une vague WBFM.
- Méthode directe
- Méthode indirecte
Méthode directe
Cette méthode est appelée méthode directe car nous générons directement une onde FM à large bande. Dans cette méthode, l'oscillateur contrôlé en tension (VCO) est utilisé pour générer WBFM. VCO produit un signal de sortie, dont la fréquence est proportionnelle à la tension du signal d'entrée. Ceci est similaire à la définition de l'onde FM. Le schéma de principe de la génération d'onde WBFM est illustré dans la figure suivante.
Ici, le signal de modulation $ m \ left (t \ right) $ est appliqué en tant qu'entrée de l'oscillateur commandé en tension (VCO). VCO produit une sortie, qui n'est rien d'autre que le WBFM.
$$ f_i \: \ alpha \: m \ left (t \ right) $$
$$ \ Flèche droite f_i = f_c + k_fm \ gauche (t \ droite) $$
Où,
$ f_i $ est la fréquence instantanée de l'onde WBFM.
Méthode indirecte
Cette méthode est appelée méthode indirecte car nous générons indirectement une onde FM large bande. Cela signifie que nous allons d'abord générer une onde NBFM, puis avec l'aide de multiplicateurs de fréquence, nous obtiendrons une onde WBFM. Le schéma de principe de la génération de l'onde WBFM est illustré dans la figure suivante.
Ce schéma de principe contient principalement deux étapes. Dans la première étape, l'onde NBFM sera générée à l'aide du modulateur NBFM. Nous avons vu le schéma de principe du modulateur NBFM au début de ce chapitre. Nous savons que l'indice de modulation de l'onde NBFM est inférieur à un. Par conséquent, afin d'obtenir l'indice de modulation requis (supérieur à un) de l'onde FM, choisissez correctement la valeur du multiplicateur de fréquence.
Frequency multiplierest un dispositif non linéaire, qui produit un signal de sortie dont la fréquence est «n» fois la fréquence du signal d'entrée. Où, «n» est le facteur de multiplication.
Si l'onde NBFM dont l'indice de modulation $ \ beta $ est inférieur à 1 est appliquée comme entrée du multiplicateur de fréquence, alors le multiplicateur de fréquence produit un signal de sortie, dont l'indice de modulation est 'n' fois $ \ beta $ et la fréquence également 'n 'fois la fréquence de l'onde WBFM.
Parfois, nous pouvons avoir besoin de plusieurs étages de multiplicateur de fréquence et de mélangeurs afin d'augmenter la déviation de fréquence et l'indice de modulation de l'onde FM.