Модуляция является процессом управления одним или несколькими параметрами гармонического колебания для передачи информации на расстояние. Периодическое изменение любого из параметров превращает гармонический сигнал в сложное колебание, содержащее целый ряд спектральных составляющих. При проектировании модуляторов следует обращать внимание на необходимость возможно более полной передачи спектра во избежание потери информации. Модуляторы, у которых в спектре выходного сигнала отсутствует составляющая несущей частоты, являются балансными. Возможны три типа модуляции: амплитудная (AM), частотная (ЧМ) и фазовая (ФМ). Между ЧМ и ФМ существует тесная связь. Эта взаимосвязь характеризуется выражениями (u(t)=dy(t)/dt и ф(0 = J w(t)dt. Любой из трех типов модуляции может быть осуществлен в аналоговом или дискретном виде.
Модуляция осуществляется как в нелинейных, так и в линейных цепях с переменными параметрами. В линейных цепях с постоянными параметрами осуществить модуляцию невозможно. Среди схем модуляторов наибольшее распространение получили линейные с переменными параметрами. Ограниченное применение нелинейных схем связано с возникновением паразитных колебаний, которые искажают модулированный сигнал.
Для осуществления AM гармонического сигнала достаточно в цепь прохождения сигнала включить управляющий элемент. В зависимости от управляющего (модулирующего) сигнала меняется проводимость цепи. На ее выходе меняется амплитуда сигнала.
Фазомодулированное колебание с малым индексом модуляции можно получить из AM колебания, если просуммировать модулированное колебание с гармоническим: A (t) cos cof+sin cof= = B(t)sin(wt+ф(t)], где B(t)= V1+A2(t), ф(t) =arctgA(t). Результирующий сигнал необходимо ограничивать по амплитуде.
Для получения ФМ колебания с большим индексом модуляции следует применить умножение частоты. Фазомодулированное колебание можно получить также с помощью вариации одного из элементов RС-цепи. поскольку фаза выходного сигнала такой цепи является функцией ее постоянной времени ф=arctg(I/wRC).
Частотно-модулированное колебание может быть получено при использовании проинтегрированного модулирующего сигнала для ФМ. Частотно-модулированное колебание формируется и при прямой вариации частоты генератора гармонических колебаний В низкочастотных генераторах частота выходного сигнала может изменяться с помощью полевых транзисторов, включенных в фазосдви-гающую цепь. В высокочастотных генераторах управление частотой осуществляется с помощью конденсаторов, включенных в колебательный контур. В качестве управляющих конденсаторов применяют варикапы, в которых используется емкость р-n перехода
В случае, когда требуется повышенная стабильность несущей частоты генератора, применяют косвенную ЧМ, создаваемую за счет фазового управления. Для получения нестабильности несущей частоты порядка 10-в ЧМ осуществляется путем изменения фазы колебаний кварцевого генератора. При глубокой ЧМ, получаемой фазовым управлением, возникает значительная паразитная AM резко увеличивающаяся при возрастании индекса модуляции Это обстоятельство вынуждает использовать малый индекс модуляции с последующим многократным умножением частоты.
Помимо линейной модуляции в системах связи применяют дискретную модуляцию. В практическом отношении она является наиболее простой. Эта модуляция осуществляется с помощью импульсных управляющих цепей. Как правило, существуют несколько входов, где присутствуют необходимые сигналы. Эти сигналы в определенной последовательности подключаются к выходу. Для амплитудной дискретной модуляции достаточно иметь один вход который периодически подключается к выходу. При ЧМ и ФМ возможен дискретный набор сигналов.
Включение корректирующих элементов ОУ, которые применяются в устройствах, показано в гл. 1.