Pregunta sobre FM y PM y modulación de ángulo

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Estoy teniendo algunos problemas para entender cómo funciona FM matemáticamente. Entiendo completamente los conceptos básicos sobre cómo se transfiere la información mediante la modulación de la frecuencia, pero lo que no obtengo (de la siguiente ecuación) es cómo esta expresión dentro del término del coseno realmente cambia la frecuencia. Cuando pienso en intentar cambiar la frecuencia, tiene más sentido para mí que 2π (fc) (t) una función de Xm [ej. 2π (fc) (1 + Xm) (t) que resulta ser 2π (fc) (t) + 2π (Xm) (t)]. ¿Por qué tienen la integral allí? ¿Y por qué se especifica la amplitud de la portadora (Ac), cuando no debería hacer una diferencia en la señal de salida?

También, podría aclarar la diferencia entre FM y PM y la modulación de ángulo (una combinación de ambas), y cómo / cuándo debe usarse cada una. Gracias por la ayuda

    
pregunta anonymousfox

3 respuestas

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La frecuencia instantánea de una señal \ $ A \ cos (\ phi (t)) \ $ donde \ $ \ phi (t) \ $ es un arbitrario La función del tiempo se define como el derivado de \ $ \ phi (t) \ $ si desea medir la frecuencia en radianes por segundo y como \ $ \ frac {1} {2 \ pi} \ $ veces el derivado de \ $ \ phi (t) \ $ si desea medir la frecuencia en hercios. Por supuesto, en el caso común de un frecuencia fija esto corresponde a lo familiar \ $ \ phi (t) = \ omega_c t + \ phi_0 = 2 \ pi f_c t + \ phi_0 \ $.

La definición estándar de una señal modulada en frecuencia es una en la que desviación de la frecuencia instantánea (en el momento \ $ t_0 \ $, por ejemplo), desde la portadora la frecuencia es proporcional al valor \ $ x_m (t_0) \ $ de la señal de modulación \ $ x (t) \ $ en el momento \ $ t_0 \ $. La constante de proporcionalidad se denota por \ $ f _ {\ Delta} \ $ en su notación: una señal \ $ 1 \ $ voltio crea una desviación de \ $ f _ {\ Delta} \ $ Hz. Por lo tanto, si \ $ A \ cos (\ phi (t)) \ $ es la señal de FM, entonces tenemos que $$ \ left. \ frac {\ mathrm d} {\ mathrm dt} \ phi (t) \ right | _ {t = t_0} = 2 \ pi f_c + 2 \ pi f _ {\ Delta} x_m (t_0) $$ de modo que la desviación de la frecuencia instantánea \ $ f_c + f _ {\ Delta} x_m (t_0) \ $ de la frecuencia del operador \ $ f_c \ $ es \ $ f _ {\ Delta} x_m (t_0) \ $, tal como lo queremos ser. Luego se desprende del teorema fundamental del cálculo que $$ \ phi (t_0) = \ int_ {0} ^ {t_0} 2 \ pi f_c + 2 \ pi f _ {\ Delta} x_m (t_0) \, \ mathrm dt = 2 \ pi f_c t_0 + \ int_ {0} ^ {t_0} 2 \ pi f _ {\ Delta} x_m (t_0) \, \ mathrm dt $$ o, con un ligero cambio en la notación, la señal de FM se puede expresar como $$ A \ cos \ left (2 \ pi f_c t + \ int_ {0} ^ {t} 2 \ pi f _ {\ Delta} x_m (\ tau) \, \ mathrm d \ tau \ right) $$ la forma en que lo tienes Tenga en cuenta que \ $ A \ $ es la amplitud de la señal de FM y es fijo; es la frecuencia que está variando. Seguramente hay que distinguir entre la señal de FM cuando se crea utilizando un control de voltaje Oscilador con una amplitud de \ $ 1 \ $ voltio y cuando sale de la amplificador de potencia y va a la antena con una potencia de 10 kW?

    
respondido por el Dilip Sarwate
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Desde mi punto de vista, la modulación de ángulo puede ser FM o PM.

Un cambio de ángulo continuo, progresivo y lineal a la fase de la portadora equivale a un desplazamiento de frecuencia fija de la portadora.

Un cambio de ángulo escalonado es un cambio de fase escalonada de la portadora. Después del cambio de paso, la frecuencia de la portadora permanece como estaba antes del cambio.

En cuanto a las matemáticas, espero que alguien más pueda responder. Lo más difícil de responder es cuándo y cómo deben usarse.

    
respondido por el Andy aka
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La integral está ahí porque dt está ahí. Es otra forma de escribir la expresión cos () familiar sin la integral: significa lo mismo. La reescritura se realiza para llevar al análisis de las bandas laterales en términos de las funciones de Bessel.

    
respondido por el user207421

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