角調製
在連續波調製中,另一種調製型別是角調製。角調製是載波的頻率或相位根據訊息訊號而變化的過程。這進一步分為頻率調製和相位調製。
頻率調製是載波訊號頻率隨訊息訊號線性變化的過程。
相位調製是載波訊號相位隨訊息訊號線性變化的過程。
現在讓我們更詳細地討論這些主題。
頻率調製
在調幅中,載波的幅度變化。但在頻率調製(FM)中,載波訊號的頻率根據調製訊號的瞬時幅度而變化。
載波訊號的幅度和相位保持不變,而載波的頻率發生變化。透過觀察下圖可以更好地理解這一點。
當訊息訊號為零時,調製波的頻率保持與載波頻率相同。當訊息訊號達到最大幅度時,頻率增加。
這意味著,隨著調製訊號或訊息訊號幅度的增加,載波頻率也增加。同樣,隨著調製訊號幅度的減小,頻率也減小。
數學表示
設載波頻率為fc
訊息訊號最大幅度時的頻率 = fc + Δf
訊息訊號最小幅度時的頻率 = fc − Δf
調頻波頻率與正常頻率之差稱為頻偏,用Δf表示。
載波訊號頻率從高到低或從低到高的偏差可以稱為載波擺動。
載波擺動 = 2 × 頻偏
= 2 × Δf
調頻波方程
調頻波的方程為:
$$s(t) = A_ccos[W_ct + 2\pi k_fm(t)]$$
其中,
Ac = 載波幅度
wc = 載波角頻率 = 2πfc
m(t) = 訊息訊號
調頻可以分為窄帶調頻和寬頻調頻。
窄帶調頻
窄帶調頻的特點如下:
這種調頻頻寬較小。
調製指數較小。
其頻譜由載波、上邊帶和下邊帶組成。
這用於行動通訊,例如警用無線電、救護車、計程車等。
寬頻調頻
寬頻調頻的特點如下:
這種調頻頻寬無限大。
調製指數較大,即大於1。
其頻譜由載波和無限數量的邊帶組成,這些邊帶位於其周圍。
這用於娛樂廣播應用,例如調頻廣播、電視等。
相位調製
在頻率調製中,載波的頻率變化。但在相位調製(PM)中,載波訊號的相位根據調製訊號的瞬時幅度而變化。
載波訊號的幅度和頻率保持不變,而載波的相位發生變化。透過觀察下圖可以更好地理解這一點。
調製波的相位具有無限多個點,波中的相移可以在這些點發生。調製訊號的瞬時幅度改變載波的相位。當幅度為正時,相位在一個方向上變化;如果幅度為負,相位在相反方向上變化。
相位調製和頻率調製之間的關係
相位的變化改變了調製波的頻率。波的頻率也改變了波的相位。儘管它們是相關的,但它們的關係不是線性的。相位調製是產生調頻的一種間接方法。相位調製器產生的頻移量隨著調製頻率的增加而增加。採用音訊均衡器來補償這一點。
相位調製波方程
相位調製波的方程為:
$$s(t) = A_ccos[W_ct + k_pm(t)]$$
其中,
Ac = 載波幅度
wc = 載波角頻率 = 2πfc
m(t) = 訊息訊號
相位調製用於移動通訊系統,而頻率調製主要用於調頻廣播。