Dažnio moduliacija ir jos taikymai

Išbandykite Mūsų Instrumentą, Kaip Pašalinti Problemas





FM arba Dažnio moduliacija buvo prieinamas maždaug nuo ryto ( Amplitudės moduliacija ), nors ji turi tik kai kuriuos klausimus. Pats FM neturėjo problemų, išskyrus tai, kad negalėjome atpažinti FM siųstuvo potencialo. Ankstesniu metų laiku belaidis ryšys buvo išmatuota, kad reikalingas jos pralaidumas yra siauresnis ir reikalingas triukšmui bei trukdžiams sumažinti. Taikant tokią priemonę, buvo dažnio moduliacija, o AM padidėjo. Po to Amerikos inžinierius Edvinas Armstrongas “Baigė sąmoningą bandymą atrasti FM siųstuvų intensyvumą. Edvinas pradėjo kurti FM, skirtą perduoti, dizainą, kuris nebuvo palankus tendencijai tuo metu.

Kas yra dažnio moduliacija?

dažnio moduliacija gali būti apibrėžiamas kaip nešlio signalo dažnis keičiamas proporcingai (pagal) įėjimo moduliuojančio signalo amplitudei. Įvestis yra vieno tono sinusinė banga. Nešėjas ir FM bangų formos taip pat parodytos kitame paveiksle.




Dažnio moduliacijos generavimas

Dažnio moduliacijos generavimas

Nešiklio (fc) dažnis didės didėjant moduliuojančio (įvesties) signalo amplitudei. Nešiklio dažnis bus didžiausias (fc max), kai įėjimo signalas yra didžiausias. Nešiklis maksimaliai nukrypsta nuo įprastos vertės . Nešiklio dažnis mažės mažėjant moduliuojančio (įvesties) signalo amplitudei. Nešiklio dažnis bus mažiausias (fc min), kai įėjimo signalas yra žemiausias. Nešiklis minimaliai nukrypsta nuo įprastos vertės. Laikiklio dažnis bus normalus (laisvai važiuojantis) fc, kai įėjimo signalo vertė yra 0 V. Nešyklėje nėra jokių nuokrypių. Paveikslėlyje parodytas FM bangos dažnis, kai įėjimas yra didžiausias, 0 V ir min.



Dažnio nuokrypis

  • Vadinamas įvesties moduliuojančio signalo amplitudės sukurto nešlio dažnio pokyčio dydis dažnio nuokrypis .
  • Vežėjo dažnis svyruoja tarp fmax ir fmin, kai įvestis kinta jo amplitudėje.
  • Skirtumas tarp fmax ir fc yra žinomas kaip dažnio nuokrypis. fd = fmax - fc
  • Panašiai skirtumas tarp fc ir fmin taip pat žinomas kaip dažnio nuokrypis. fd = fc –fmin
  • Tai žymima Δf. Todėl Δf = fmax - fc = fc - fmin
  • Todėl fd = fmax - fc = fc - fmin

Moduliuojantis signalo amplitudė

Vežėjo dažnis

Nukrypimas

0V

100 MHzNulis (centrinis dažnis)

+2 V

105 MHz

+ 5 MHz

─ 2 V95 MHz

- 5 MHz

Dažnio nuokrypis = 105 -100 = 5 MHz (arba) Dažnio nuokrypis = 95-100 = -5 MHz

Dažnio moduliacija Lygtis

FM lygtis įtraukti šiuos dalykus

v = A sin [wct + (Δf / fm) sin wmt]


= Nuodėmė [wct + mf sin wmt]

A = FM signalo amplitudė. Δf = dažnio nuokrypis

mf = FM moduliacijos indeksas

mf = ∆f / fm

mf vadinamas dažnio moduliacijos moduliacijos indeksu.

wm = 2π fm wc = 2π fc

Kas yra dažnio moduliacijos moduliacijos indeksas?

FM moduliacijos indeksas yra apibrėžiamas kaip nešiklio dažnio nuokrypio ir moduliuojančio signalo dažnio santykis

mf = FM moduliacijos indeksas = f / fm

Dažnio moduliacijos signalo pralaidumas

Prisiminkime, kad sudėtingo signalo, pvz., FM, pralaidumas yra skirtumas tarp jo didžiausio ir žemiausio dažnio komponentai , ir išreiškiamas hercais (Hz). Pralaidumas apima tik dažnius. AM turi tik dvi šonines juostas (USB ir LSB), o juostos plotis buvo 2 fm.

FM nėra taip paprasta. FM signalo spektras yra gana sudėtingas ir turės be galo daug šoninių juostų, kaip parodyta paveikslėlyje . Šis paveikslas suteikia idėją, kaip spektras plečiasi didėjant moduliacijos indeksui. Šonines juostas nuo laikiklio skiria fc ± fm, fc ± 2fm, fc ± 3fm ir pan.

FM signalo pralaidumas

FM signalo pralaidumas

Tik pirmosiose šoninėse juostose bus daugiausia galia (98% visos galios), todėl tik šios kelios juostos laikomos reikšmingomis šalutinėmis juostomis.

Pagal nykščio taisyklę, dažnai vadinamą Karsono taisykle, 98% FM signalo galios yra pralaidumo juostoje, lygioje nukrypimo dažniui, pridėjus moduliacijos dažnį dvigubai.

Karsono taisyklė : FM BWFM pralaidumas = 2 [Δf + fm] .

= 2 fm [mf + 1]

FM yra žinoma kaip pastovaus pralaidumo sistema. Kodėl?

Dažnio moduliacija yra žinoma kaip a pastovaus pralaidumo sistema o šios sistemos pavyzdys pateiktas žemiau.

  • Δf = 75 KHz fm = 500 Hz BWFM = 2 [75 + (500/1000)] KHz = 151,0 KHz
  • Δf = 75 KHz fm = 5000 Hz BWFM = 2 [75 + (5000/1000)] KHz = 160,0 KHz
  • Δf = 75 KHz fm = 10000 Hz BWFM = 2 [75 + (10000/1000)] KHz = 170,0 KHz
  • Nors moduliacinis dažnis padidėjo 20 kartų (nuo 50 Hz iki 5000 Hz), nuokrypis padidėjo tik nežymiai (nuo 151 KHz iki 170 KHz). Taigi FM yra žinoma kaip pastovaus pralaidumo sistema.
  • Commercial FM (Carsono taisyklė.)
  • Maksimalus dažnio nuokrypis = 75 KHz
  • Maks. Moduliuojantis dažnis = 15 KHz
  • BWFM = 2 [75 + 15] = 180,0 KHz

Skirtumas tarp AM ir FM

Pagrindinis skirtumas tarp AM ir FM įtraukti šiuos dalykus.

  • FM lygtis: V = A sin [wct + Δf / fm sin wmt] = A sin [wct + mf sin wmt]
  • AM = Vc (1 + m sin ωmt) sin ωct lygtis, kur m suteikiama m = Vm / Vc
  • FM, moduliacija Indekso vertė gali būti didesnė nei 1 arba mažesnė nei viena
  • AM metu moduliacijos indeksas bus nuo 0 iki 1
  • FM, nešlio amplitudė yra pastovi.
  • Todėl perduodama galia yra pastovi.
  • Perduodama galia nepriklauso nuo moduliacijos indekso
  • Perduodama galia priklauso nuo moduliacijos indekso
  • P Bendras = Pc [1+ (m2 / 2)]
  • Reikšmingų šoninių juostų skaičius FM yra didelis.
  • Tik dvi šoninės juostos AM
  • Į pralaidumas FM priklauso nuo FM moduliacijos indekso
  • Pralaidumas nepriklauso nuo AM moduliacijos indekso. Visada 2 šoninės juostos. AM BW yra 2 fm
  • FM turi geresnį triukšmo atsparumą. FM yra tvirtas / tvirtas nuo triukšmo. FM kokybė bus gera net ir esant triukšmui.
  • AM metu kokybę rimtai veikia triukšmas
  • FM reikalaujamas pralaidumas yra gana didelis. FM pralaidumas = 2 [Δf + fm].
  • AM reikalaujamas pralaidumas yra mažesnis (2 fm)
  • FM siųstuvo grandinės ir imtuvas yra labai sudėtingi ir labai brangūs.
  • AM siųstuvo ir imtuvo grandinės yra paprastos ir pigesnės

Taigi, viskas apie tai dažnio moduliacija . dažnio moduliacijos taikymai įtraukti į FM radijo transliacija , radarai, seisminiai tyrimai, telemetrija ir kūdikių stebėjimas, kad būtų galima juos konfiskuoti naudojant EEG, muzikos sintezę, dvipusio radijo sistemas, magnetinių juostų įrašymo sistemas, vaizdo transliavimo sistemas ir kt. Pagal aukščiau pateiktą informaciją galime daryti išvadą, kad dažniu moduliacija tiek efektyvumas, tiek pralaidumas priklauso nuo didžiausio moduliacijos indekso ir moduliavimo dažnio. Priešingai nei amplitudės moduliacija, dažnio moduliacijos signalas turi didesnį pralaidumą, didesnį efektyvumą ir geresnį atsparumą triukšmui. Kas yra įvairių tipų moduliacijos metodai komunikacijos sistemoje?