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TOITAの「航空無線通信士受験塾」第31期無線工学第4章FM送受信機 (2)PLLによる直接変調
2022年12月9日 9時9分の記事
 
                 第4章FM送受信機
                (2)PLLによる直接変調


第4章の始めにFM変調とは、どの様な変調方式か?と言
うお話いたしました。
FM変調には、直接変調と間接変調があり、直接変調は
変調信号の大きさ当たりの 周波数偏移が大きくとれる
面、周波数が変動しやすいと言うのが特徴でした。
周波数偏移が大きければ、受信側で大きな信号を取り出
せるので良いのですが、周波数が変動しやすいと受信側
では、復調した信号が全体的に+方向へづれたり、 −方
向へづれたり、大きくづれますと、 設定した受信周波数と
違いますので、受信出来ない事になります。
一方、間接変調では周波数の安定度が良い反面、周波
偏移が大きく取れない
と言う特徴がありました。
PLLによる直接変調は周波数が安定周波数偏移が大
きく取れる
と言う 今までの 直接変調と 間接変調の良いと
こどりの変調方式なのです。

これらの知識を元に PLLでどの様に FM変調を行うかと言
うお話を致します。
その前に、FM変調を行う方法には、2 つありますのでその
事から復習をいたします。

1.FM変調の2つの方式
  FM変調の方法には、”直接変調” と ”間接変調” が有り
  ます。
  FM変調は、 発振器で発振する 高周波の周波数を 音声
   信号の大きさに比例して変化させるのですが、発振回路
   の基本は、コイル:Lとコンデンサー:Cの組合せにより起
   る電気振動です。 振動数は、L と C の値により決まりま
   す。

  と言う事は、 (音声信号の大きさ) ∝ (コンデンサーの 容
   量) となれば良いのです。
  その為には、バリキャップ(varicap diode,variable
   capacitance diode):可変容量ダイオードと呼ばれる ダイ
   オードを使用します。
  このダイオードは、逆バイアスで電圧の大きさを変える事
  により空乏層の厚さが変わります。
  コンデンサーの原理は、2 枚の金属板で絶縁物を挟んだ
   物です。
  コンデンサーの容量  (どの程度の電気: 電荷を蓄えられ
   るか)は、 金属の面積に比例して、 絶縁物の 厚さに反比
   例します。
  コンデンサーは、絶縁物を 2 枚の金属板で挟んだもので
   すので電気を通しませんダイオードに逆バイアスを掛け
   ますと電気が流れません。 正に、空乏層は、 絶縁物の
   役目をします。
  空乏層の厚さは、電圧の平方根に比例しますのでバリキ
  ャプの静電容量は、電圧の平方根に反比例します。
     

  発振回路のコンデンサーに 並列に バリキャップを接続し
   て、 その両端に音声信号を加える事により容量が変わり
   ますので発振周波数を変える事が出来ます。
  つまり、FM変調です。
  逆バイアスで音声信号が ”+” 方向で大きくなりますと静
   電容量が小さくなりますので、LCによる共振周波数が高く
   なりますので、 FM における音声信号の大きさと変調波の
   周波数との関係が一致します。
  この様に 発振回路で発振する周波数を 直接音声信号で
   変調する方式を
直接変調と言います。
  間接変調は、 音声信号を積分してから位相変調する事で
   FM 変調とする方式です。 

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[カテゴリ:無線工学]
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