Modulation d'angle - Angle modulation

La modulation d'angle est une classe de modulation de porteuse utilisée dans les systèmes de transmission de télécommunications . La classe comprend la modulation de fréquence (FM) et la modulation de phase (PM), et est basée sur la modification de la fréquence ou de la phase , respectivement, d'un signal porteur pour coder le signal de message. Cela contraste avec la variation de l' amplitude de la porteuse, pratiquée dans la transmission à modulation d'amplitude (AM), la plus ancienne des principales méthodes de modulation largement utilisées dans les premières émissions de radio.

Fondation

De manière générale, un processus de modulation analogique d'une onde porteuse sinusoïdale peut être décrit par l'équation suivante:

.

A (t) représente l'amplitude variable dans le temps de l'onde porteuse sinusoïdale et le cosinus-terme est la porteuse à sa fréquence circulaire , et l'écart de phase instantané . Cette description fournit directement les deux grands groupes de modulation, modulation d'amplitude et modulation d'angle. Dans la modulation d'amplitude, le terme d'angle est maintenu constant, tandis que dans la modulation d'angle, le terme A (t) est constant et le second terme de l'équation a une relation fonctionnelle avec le signal de message de modulation.

La forme fonctionnelle du terme cosinus, qui contient l'expression de la phase instantanée comme argument, permet de distinguer les deux types de modulation d'angle, la modulation de fréquence (FM) et la modulation de phase (PM). En FM, le signal de message provoque une variation fonctionnelle de la fréquence porteuse . Ces variations sont contrôlées à la fois par la fréquence et par l'amplitude de l'onde de modulation. En modulation de phase, la déviation de phase instantanée de la porteuse est contrôlée par la forme d'onde de modulation, de sorte que la fréquence principale reste constante.

Pour la modulation de fréquence, la fréquence instantanée d'une onde porteuse à modulation d'angle est donnée par la première dérivée par rapport au temps de la phase instantanée:

,

dans lequel peut être défini comme l'écart de fréquence instantané, mesuré en rad / s.

En principe, le signal de modulation à la fois en modulation de fréquence et de phase peut être soit de nature analogique, soit il peut être numérique. En général, cependant, lors de l'utilisation de signaux numériques pour modifier l'onde porteuse, la méthode est appelée modulation , plutôt que modulation. Ainsi, les modems de télécommunications utilisent la modulation par décalage de fréquence (FSK), la modulation par décalage de phase (PSK) ou la modulation d'amplitude-phase (APK), ou diverses combinaisons. En outre, une autre modulation numérique est le codage de ligne , qui utilise une porteuse en bande de base plutôt qu'une onde de bande passante .

Les méthodes de modulation d'angle peuvent offrir une meilleure discrimination contre les interférences et le bruit que la modulation d'amplitude. Ces améliorations, cependant, sont un compromis avec l'augmentation des besoins en bande passante.

Modulation de fréquence

La modulation de fréquence est largement utilisée pour la diffusion FM de programmes radio , et a largement supplanté la modulation d'amplitude à cette fin à partir des années 1930, avec son invention par l'ingénieur américain Edwin Armstrong en 1933. La FM a également de nombreuses autres applications, comme la radio bidirectionnelle communications et en synthèse FM pour synthétiseurs musicaux .

Modulation de phase

La modulation de phase est importante dans les principaux domaines d'application, y compris les télécommunications cellulaires et par satellite, ainsi que dans les méthodes de mise en réseau de données, comme dans certains systèmes de ligne d'abonné numérique et le WiFi .

La combinaison de la modulation de phase et de la modulation d'amplitude, pratiquée dès 1874 par Thomas Edison dans le télégraphe quadruplex pour transmettre quatre signaux, deux chacun dans les deux sens de transmission, constitue la technique de modulation polaire .

Les références

Lectures complémentaires

  • Bell Telephone Laboratories, Transmission Systems for Communications , 5e édition, Holmdel, NJ, 1982, chapitre 6 — Conditionnement du signal , p.93.