Analog-communication-fm-modulators
アナログ通信-FM変調器
この章では、NBFMおよびWBFM波を生成する変調器について説明します。 まず、NBFMの生成について説明します。
NBFMの生成
FM波の標準方程式は
s \ left（t \ right）= A_c \ cos \ left（2 \ pi f_ct + 2 \ pi k_f \ int m \ left（t \ right）dt \ right）
$ \ Rightarrow s \ left（t \ right）= A_c \ cos \ left（2 \ pi f_ct \ right）\ cos \ left（2 \ pi k_f \ int m \ left（t \ right）dt \ right）-$
$ A_c \ sin \ left（2 \ pi f_ct \ right）\ sin \ left（2 \ pi k_f \ int m \ left（t \ right）dt \ right）$
NBFMの場合、
\ left | 2 \ pi k_f \ int m \ left（t \ right）dt \ right | <<1
$ \ theta $が非常に小さい場合、$ \ cos \ theta \ approx 1 $および$ \ sin \ theta \ approx 1 $であることがわかります。
上記の関係を使用して、* NBFM方程式*を取得します。
s \ left（t \ right）= A_c \ cos \ left（2 \ pi f_ct \ right）-A_c \ sin \ left（2 \ pi f_ct \ right）2 \ pi k_f \ int m \ left（t \右）dt
NBFM変調器のブロック図を次の図に示します。
ここでは、変調信号$ m \ left（t \ right）$を積分するために積分器が使用されます。 キャリア信号$ A_c \ cos \ left（2 \ pi f_ct \ right）$は、$-90 ^ 0 $だけ位相シフトされて、$ A_c \ sin \ left（2 \ pi f_ct \ right）$を取得します$ -90 ^ 0 $位相シフター。 積変調器には、2つの入力$ \ int m \ left（t \ right）dt $および$ A_c \ sin \ left（2 \ pi f_ct \ right）$があります。 これらの2つの入力の積である出力を生成します。
ブロック$ 2 \ pi k_f $をフォワードパスに配置することにより、これにさらに$ 2 \ pi k_f $を掛けます。 サマーブロックには2つの入力がありますが、これはNBFM方程式の2つの項にすぎません。 正と負の符号は、夏期ブロックの入力で、キャリア信号と他の項に割り当てられます。 最後に、サマーブロックはNBFM波を生成します。
WBFMの生成
次の2つの方法でWBFM波が生成されます。
- 直接法
- 間接法
直接法
この方法は、広帯域FM波を直接生成しているため、直接法と呼ばれます。 この方法では、WBFMを生成するために電圧制御発振器（VCO）が使用されます。 VCOは出力信号を生成し、その周波数は入力信号電圧に比例します。 これは、FM波の定義に似ています。 WBFM波の生成のブロック図を次の図に示します。
ここで、変調信号$ m \ left（t \ right）$は、電圧制御発振器（VCO）の入力として適用されます。 VCOは出力を生成しますが、これはWBFMに他なりません。
f_i \：\ alpha \：m \ left（t \ right）
\ Rightarrow f_i = f_c + k_fm \ left（t \ right）
どこで、
$ f_i $は、WBFM波の瞬間周波数です。
間接法
この方法は、広帯域FM波を間接的に生成するため、間接法と呼ばれます。 つまり、最初にNBFM波を生成し、次に周波数逓倍器を使用してWBFM波を取得します。 WBFM波の生成のブロック図を次の図に示します。
このブロック図には、主に2つのステージが含まれています。 最初の段階では、NBFM変調器を使用してNBFM波が生成されます。 この章の最初でNBFM変調器のブロック図を見ました。 NBFM波の変調指数は1未満であることがわかっています。 したがって、FM波の必要な変調指数（1以上）を取得するには、周波数乗数の値を適切に選択してください。
- 周波数逓倍器*は非線形デバイスで、入力信号の周波数の「n」倍の周波数の出力信号を生成します。 ここで、「n」は増倍率です。
変調指数$ \ beta $が1未満のNBFM波が周波数逓倍器の入力として適用される場合、周波数逓倍器は、変調指数が 'n’倍$ \ beta $で、周波数も 'n 'WBFM波の周波数の倍。
場合によっては、FM波の周波数偏差と変調指数を上げるために、複数の周波数逓倍器とミキサーが必要になることがあります。
