modulación de fase

La modulación de fase es similar a la modulación de frecuencia y es una técnica importante en sistemas de comunicación digitales.

Todos hemos oído la radio AM y FM. Sin embargo, la modulación de fase parece estar en una categoría diferente: “la radio PM ” No es un término común. Parece ser que la modulación de fase es más relevante en el contexto de RF digitales. En sentido, pero, podemos decir que la radio AM es tan común como la radio FM, simplemente porque hay muy poca diferencia entre la modulación de fase y modulación de frecuencia. FM y AM se consideran como dos variantes estrechamente relacionadas modulación angular , paloma “esquina” Se refiere a la modificación de la cantidad pasa a una función seno o coseno.

matemáticas

Hemos visto en el artículo anterior de que la modulación de frecuencia se obtiene mediante la adición de la integral de la en banda basado en el argumento de una señal sinusoidal o una función coseno (donde la función seno o coseno representa el portador):

retirada, sin embargo, introdujimos modulación de frecuencia antes discutir la modulación de fase: la adición de la señal de banda base en sí, en lugar de la integral de la señal de banda base, la fase varía de acuerdo con el valor de la banda de base. por lo tanto, la modulación de fase es en realidad un poco más fácil que la modulación de frecuencia

Al igual que con modulación de frecuencia, podemos usar el índice de modulación para realizar cambios en la fase más sensible a los cambios en el valor de la banda de base:

La similitud entre la modulación de fase y modulación de frecuencia se hace evidente si se considera una señal de banda base en una sola frecuencia. Digamos xbb(t) = sin (ωBBt). La integral de la mama es el coseno negativo (más una constante, que podemos ignorar aquí), en otras palabras, la integral es simplemente una versión desplazada de la señal original en el tiempo. por lo tanto, si ejecutamos la modulación de fase y modulación de frecuencia con esta señal de banda, la única diferencia en las formas de onda modulada será la alineación entre el valor de la banda de base y las variaciones en el portador; las mismas variaciones son los mismos. Esto será más claro en la siguiente sección, donde veremos algunos gráficos en el dominio del tiempo.

Es importante tener en cuenta que se trata de fase instantánea, al igual que la modulación de frecuencia se basa en el concepto de frecuencia instantánea. el término “fase” Es más bien vaga. Un significado familiarizado refiere al estado inicial de una onda sinusoidal; por ejemplo, onda sinusoidal “normal” comienza con un valor igual a cero y luego aumenta hacia su valor máximo. Una onda sinusoidal que comienza en un punto diferente en su ciclo tiene un desplazamiento de fase. También podemos pensar en el escenario como una parte específica de un ciclo completo de formas de onda; por ejemplo, un π fase / 2, una onda sinusoidal ha completado una cuarta parte de su ciclo.

Estas interpretaciones de “fase” Nosotros no nos ayudan mucho cuando estamos tratando con una fase que varía continuamente en respuesta a una forma de onda de banda base. más bien, utilizamos la fase de concepto instantánea, que es la fase en un momento dado, que se corresponde con el valor pasado (en un momento dado) a una función trigonométrica. Podemos pensar en estas variaciones continuas en la fase instantánea como “empujando” el valor portador más lejos o más cerca del estado anterior de la forma de onda.

Otra cosa a tener en cuenta: funciones trigonométricas, incluyendo seno y coseno, Operan en las esquinas. Cambiar el tema de una función trigonométrica es equivalente a cambiar el ángulo, y esto explica por qué tanto la FM que el PM se describe como la modulación angular.

El dominio del tiempo

Vamos a utilizar las mismas formas de onda que utilizamos para la discusión de FM, es decir, un portador 10 MHz y una señal sinusoidal en la banda de base por 1 megahercio:

Aquí la banda forma FM (estafar m = 4) vimos en el artículo anterior:

Podemos calcular la forma de onda de AM utilizando la siguiente ecuación, en el que la señal de onda portadora añadido al sujeto utiliza el de mama positivo (es decir, la señal original) en lugar del coseno negativo (es decir, la integral de la señal original).

Aquí está la gráfica de PM:

antes de discutir, también observamos un gráfico que muestra la forma de onda FM y la forma de onda de PM:

La primera cosa que viene a la mente es que, desde un punto de vista visual, FM es más intuitivo PM: hay una conexión visual clara entre las secciones de la más alta y la más baja de la frecuencia de la señal modulada y los valores máximo y mínimo de banda base. Con la PM, la relación entre la forma de onda de la banda base y el comportamiento de la portadora es tal vez no inmediatamente aparente. sin embargo, al poco tiempo’ la inspección se observa que la frecuencia portadora corresponde a PM pendiente la forma de onda de la banda de base; la más alta alcanzada durante la pendiente positiva más empinada de secciones de frecuencia xbb y las secciones de frecuencias más bajas ocurrir durante la pendiente negativa más empinada.

Esto tiene sentido: Recuerde que la frecuencia (en función del tiempo) Es la derivada de fase (en función del tiempo). Con la modulación de fase, la pendiente de la señal de banda base determina la velocidad a la que los cambios de fase y la velocidad con la que el cambio de fase es equivalente a la frecuencia. por lo tanto, en una forma de onda PM, la elevada pendiente de la banda base corresponde a la alta frecuencia y la baja pendiente de la banda base corresponde a la baja frecuencia. Con modulación de frecuencia, utilizamos la integral de xbb, que tiene el efecto de mover las secciones de soporte de alta frecuencia (o baja) en los valores de banda base siguiente las partes inclinadas altos (o baja) la forma de onda de la banda de base.

El dominio de la frecuencia

Los diagramas anteriores en el dominio del tiempo demuestre lo que ha dicho anteriormente: modulación de frecuencia y modulación de fase son bastante similares. no es sorprendente, entonces, que el efecto de la tarde en el dominio de la frecuencia es similar a la de FM. Aquí son espectros para la modulación de fase con las señales portadoras y de banda de base utilizados anteriormente:

Con este tercer artículo de terminar la descripción de modulación analógica, queda por describir las técnicas utilizadas para la modulación con señales digitales

Aquí está el enlace directo a la modulación por ancho

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