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。

Frequency Modulation Carrier Signal Frequency Modulated Wave

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 = fcΔf

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。

Baseband Signal Carrier Signal Phase Modulated

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。

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