Дискретный канал с частотной модуляцией
Наиболее распространенный тип канала - телефонный с полосой пропускания 
кГц и диапазоном частот от 
= 0,3 кГц до 
= 3,4 кГц.
Данные от источника информации, после преобразования параллельного кода в последовательный, представляют обычно в виде беспаузного сигнала без возвращения к нулю (БВН), который соответствует сигналу с двуполярной АМ (рис. 2.1). Для передачи прямоугольных импульсов без искажений требуется полоса частот от нуля до бесконечности. Реальные каналы имеют конечную полосу частот, с которой необходимо согласовать передаваемые сигналы путем модуляции.
Структурная схема дискретного канала с ЧМ приведена на рис. 2.2.
Передаваемое сообщение от источника информации ИИ в параллельном коде поступает на кодер канала КК, который преобразует параллельный код в последовательный двоичный БВН-код. При этом кодер канала вводит избыточные символы в сообщение (например, бит контроля на четность) и формирует стартовый и стоповый биты на каждый кадр передаваемых данных. Таким образом, выходной сигнал с кодера является модулирующим сигналом для модулятора.
В зависимости от состояния модулирующего сигнала («0» или «1») частотный модулятор формирует частотные посылки с частотой 
и 
. При поступлении на модулятор сигнала положительной полярности модулятор формирует частоту 
, называемой верхней характеристической частотой.
Рис. 14.2 - Структурная схема системы передачи информации с частотной модуляцией:
ИИ - источник информации; ИП - источник помех; КК - кодер канала; ПФ2 - полосовой фильтр приемника; М - модулятор; УО - усилитель-ограничитель; ПФ1 - полосовой фильтр передачи; ДМ - демодулятор; ДК - декодер канала; ЛС - линия связи; П - получатель информации ИИ - источник информации; ИП - источник помех; КК - кодер канала; ПФ2 - полосовой фильтр приемника; М - модулятор; УО - усилитель-ограничитель; ПФ1 - полосовой фильтр передачи; ДМ - демодулятор; ДК - декодер канала; ЛС - линия связи; П - получатель информации
Частота 
является средней частотой, 
- девиацией (отклонением) частоты. При поступлении на вход модулятора отрицательной посылки на его выходе появляется частота 
, называемая нижней характеристической частотой. Сигнал на выходе модулятора можно рассматривать как суперпозицию двух АМ сигналов, один из которых имеет несущую 
, а другой 
. Соответственно спектр ЧМ сигнала может быть представлен как суперпозиция спектров двух АМ сигналов (рис. 2.3).
Ширина спектра ЧМ сигнала шире чем у АМ сигнала на величину, определяемую расстоянием между несущими 
и 
. Значение 
характеризует изменение частоты при передаче единицы или нуля относительно ее среднего значения 
и называется девиацией частоты. Отношение девиации частоты к скорости модуляции В называется индексом частотной модуляции:
.
Рис. 14.3 - Спектр ЧМ сигнала
Полосовой фильтр передатчика ПФ1 ограничивает спектр сигнала, передаваемого в канал связи в соответствии с нижней и верхней границей полосы канала. Ширина спектра сигнала 
на выходе модулятора зависит от скорости двоичной модуляции 
и девиации частоты. Приблизительно 
. Чем больше индекс модуляции, тем шире при прочих равных условиях спектр ЧМ сигнала.
Полосовой фильтр приемника ПФ2 выделяет полосу частот телефонного канала, что позволяет избавиться от помех, находящихся вне полосы пропускания ПФ2. Далее сигнал усиливается усилителем-ограничителем УО. Усилитель компенсирует потери энергии сигнала в линии за счет затухания. Кроме этого усилитель выполняет дополнительную функцию - функцию ограничения сигнала по уровню. При этом удается обеспечить постоянство уровня сигнала на входе частотного демодулятора Д при изменении уровня на входе приемника в довольно широких пределах. В демодуляторе импульсы переменного тока преобразуются в посылки постоянного тока. В декодере канала происходит преобразование символов в сообщения. При этом, в зависимости от используемого способа кодирования, происходит обнаружение или исправление ошибок.
