Радиосигналы. Сигналы с амплитудной, угловой и смешанной модуляцией. Ширина спектра.

Модуляция сигнала - процесс изменения одного сигнала в соответствии с формой другого сигнала. В процессе амплитудной модуляции амплитуда U₀ несущего колебания u₀(t) = U₀ cos(ωt+φ) перестает быть постоянной и изменяется по закону передаваемого сообщения. Амплитуда U(t) несущего колебания может быть связана с передаваемым сообщением соотношением: U(t) = U₀ + kA e(t). Выражение для амплитудно-модулированного сигнала в общем случае имеет вид: u_АМ(t) = [U₀ + kA e(t)] cos(ω0t+φ).

Сигналы, у которых изменяется полная фаза в соответствии с модулирующим сигналом называются сигналами с угловой модуляцией. Возможна и смешанная модуляция, например амплитудно-фазовая. Модулированный сигнал представляет собой результат наложения колебаний модулирующего сигнала на колебания несущей частоты. Во многих случаях модулирующий сигнал имеет форму импульса, а результирующий пачки импульсов высокой частоты. Ширина спектра сигнала (F) это диапазон частот, в пределах которого сосредоточена его основная энергия. Она определяет скорость изменения сигнала внутри интервала его существования.

Смешанные виды В некоторых приборах (например, магнетронах) при изменениях амплитуды колебания наблюдается изменение частоты генерации. Поэтому при использовании таких устройств в качестве модуляторов выходной сигнал оказывается модулированным как по амплитуде, так и по частоте по одному и тому же закону. Частотная и фазовая модуляции также обычно сопровождаются паразитной амплитудной модуляцией, возникающей вследствие несовершенства реальных модуляторов. Сигналы амплитудной модуляции вследствие изменений несущей частоты, обусловленных нестабильностью частоты задающего генератора передатчика, также оказываются модулированными как по амплитуде, так и по частоте. Смешанная модуляция может рассматриваться как практический способ получения сигналов однополосной модуляции. Смешанную модуляцию, наконец, в определенных условиях можно использовать как средство ослабления мешающего действия помех. Действительно, если помехи таковы, что они производят независимую паразитную модуляцию параметров сигнала, то применение одновременной модуляции нескольких параметров переносчика одним и тем же сообщением и суммирование напряжений на выходе соответствующих демодуляторов приёмника приведёт ослаблению помехи.

Амплитудная модуляция: s(t) модулирующий (управляющий) сигнал, - несущая, k – коэффициент пропорциональности.

Частотная модуляция:

Фазовая модуляция:

Между частотой и фазовой модуляцией существует связь: , поэтому их часто объединяют в угловую модуляцию .