Квадратурна модуляція одна з найпоширеніших.
Щоб не втратити фазу сигналу, з нього виділяють синфазну I і квадратурну складові. Уявімо вхідний РЧ-сигнал sRF (t) як комбінацію двох модульованих квадратурних несучих з двома бічними смугами:
sRF (t) = sI (t) + sQ (t) = I (t) cosωRFt - Q (t) sin ωRFt (1)
На малюнку А синфазна компонента I (t) і квадратурная компонента Q (t) з бічними смугами утворюють вхідний сигнал sRF (t).
Мал. А. Принцип квадратурной модуляції і демодуляції
Компоненти sI (t) і sQ (t) зміщені на 90º. У частотної області фазовий зсув -90o відповідає множенню на перетворення Гілберта:
H (jω) = -jsgn (ω) (2)
Воно перетворює парному-симетричний спектр в спектр з непарної симетрією і навпаки. Спектри sI (t) і sQ (t) завжди мають різну симетрію. Конвертувати його парній компоненти sI (t) парною функцією гетеродина (косинус) дозволяє знайти I (t), в той час як перетворення sQ (t) непарною функцією (синус) дозволяє знайти Q (t). Комбінації парних з непарними компонент дають нуль.
Похибка φ в квадратурного співвідношенні між виходами гетеродина викликає поява перехресних перешкод між каналами I і Q. Вважатимемо канал I опорним. Тоді парна компонента в каналі Q має вигляд:
Sin (ωRFt + φ) = SinωRFt × cos φ + cosωRFt × Sinφ (3)
Внесок I (t) в вихідному сигналі Qout (t):
QOUT (t) = Q (t) × cos φ + I (t) × Sinφ. (4)
Приймач з придушенням дзеркального каналу
Розглянемо ще один приклад застосування IQ-демодулятора, радіоприймач з придушенням дзеркального каналу з ненульовий проміжної частотою (див. Рис. В).
Мал. B. Принцип роботи радіоприймача Харлі з придушенням дзеркального каналу
Канал I зберігає симетричність у вхідному РЧ-сигналі. Канал Q змінює симетрію. Додатковий фазообертач відновлює вихідну симетрію в каналі Q, але з протилежним знаком для сигналів s1 (t) і s2 (t). Фаза s2 (t) обганяє фазу сигналу гетеродина, оскільки його центральна частота вище. Сигнал s1 (t) відстає по фазі. Доповнення до каналу I відновлює сигнал понижуючого перетворювача s2 (t), віднімання відновлює s1 (t).
Дзеркальний канал (IR) пригнічується в присутності квадратурной фазової помилки φ або внаслідок невідповідності коефіцієнтів посилення α між каналами I і Q. Фазовая помилка вносить перехресні перешкоди між каналами, невідповідність коефіцієнтів посилення призводить до неповного придушення:
IR = 10log [(1 + a2 + 2acos φ) / (1 + a2-2acos φ)]. (5)
На малюнку З показаний результат для різних комбінацій коефіцієнта посилення і фазової помилки. Невеликі помилки в коефіцієнті посилення мають більший вплив, ніж невеликі фазові похибки.