Matematicamente.it

Come mai si fa differenza tra modulazione di fase e modulazione di frequenza? Alla fine ciò che varia in ogni caso è l'argomento della portante...

La modulazione di fase di una portante con l'integrale di un certo segnale equivale alla modulazione di frequenza della portante con il segnale allo stato puro... e un discorso simmetrico può essere fatto considerando un segnale e la sua derivata... Quindi una modulazione di fase produce anche una variazione della frequenza della portante... perché chiamarla semplicemente "modulazione di fase"?

Nella pratica esistono dei casi in cui è preferibile modulare in frequenza piuttosto che in fase e/o viceversa?

Non ci vedo grandi differenze tra modulazione di fase e modulazione di frequenza... differenze che invece sono enormi rispetto a una modulazione di ampiezza...

se il segnale modulante è abbastanza rumoroso si preferisce fare come hai scritto nel topic (1), cioè integrando il segnale.
Poi tutto il resto è una questione di nomenclatura.
Comunque ci sono anche delle ragioni di realizzazione circuitale per preferire l'una piuttosto che un'altra.

*Considerazioni applicative

Il vantaggio della PM (modulazione di fase) è che la frequenza portante può essere controllata da un oscillatore a cristallo per ottenere la stabilità di frequenza desiderata, eliminando così la necessità di un controllo automatico di frequenza ad anello chiuso (AFC) che è invece richiesto nei sistemi FM (modulazione di frequenza) .

Lo svantaggio principale della PM è il piccolo indice di modulazione ottenibile con ragionevole linearità e la necessità di conseguenza di un alto fattore di moltiplicazione di frequenza per raggiungere l'indice di modulazione desiderato.


*Considerazioni di principio

Il problema della scelta tra vari tipi di modulazione d'angolo comporta l'ottimizzazione della funzione di trasferimento
$H(f)$ che precede il modulatore di frequenza.
Consideriamo il caso in cui i requisiti desiderati di qualità siano espressi in termini di rapporto rumore/segnale e il segnale modulante sia casuale con distribuzione gaussiana delle ampiezze.
Sotto queste ipotesi principali si ottiene che l'andamento ottimo della funzione di traferimento è dato da :

$|H(f)|^2=k*f$ .

Da notare che se :
$|H(f)|^2 = k $ si ha modulazione di frequenza (FM).

mentre nel caso di :
$|H(f)|^2 =k*f^2$ si ha modulazione di fase(PM).

L'andamento ottimo è dunque una via di mezzo tra FM e PM .

Dai calcoli risulta che se si sceglie, a parità di :

*ampiezza della portante,
*densità spettrale di potenza del rumore,
*varianza della deviazione di frequenza,
*massima frequenza modulante

la modulazione di frequenza(FM), rispetto all'andamento ottimo, si ottiene un peggioramento del rapporto rumore/segnale pari a $4/3$.