Co je frekvenční modulace šířky pásma, Spectrum a postranním pásmům?

Ian Poole

- Poznámky a podrobnosti frekvenční modulace šířky pásma, spektra a sidebands a jejich dopadu na využívání FM.

Šířka pásma, spektrum a postranní pásma mají velký význam při použití frekvenční modulace.

Postranní pásma modulovaného signálu frekvenční rozšířit ven na každé straně hlavní nosné, a způsobí, že šířka pásma celkového signálu pro zvýšení mnohem dále nemodulované nosné.

Vzhledem k tomu, modulace nosiče se liší, takže dělat sidebands a tím i šířku pásma a celkové spektrum signálu.

Frekvenční modulace Besselovy funkce a postranní pásma

Jakýkoli signál, který je modulován produkuje postranní pásma. V případě signálu amplitudy modulované jsou snadné určit, ale pro frekvenční modulaci situace není zas až tak jednoduché. , Ty jsou závislé na nejen odchylky, ale také úroveň odchylky, tedy index modulace M. Celková spektrum je nekonečná řada diskrétních spektrálních složek vyjádřené složitého vzorce za použití Besselova funkce prvního druhu.

 
Celkové spektrum je možné vidět, že sestává z nosiče plus nekonečný počet postranních šíří ven na obou stranách nosiče v celočíselných násobcích frekvence modulačního. Relativní úrovně postranních pásem lze získat s odkazem na tabulku Besselovy funkce. To může být patrné z obrázku níže, že relativní hladiny stoupat a klesat v závislosti na různých hodnotách indexu modulace.

 

Relativní hladiny dopravce a sidebands pro signál frekvence modulovaný

Pro malé hodnoty indexu modulace, při použití úzkopásmového FM a FM signál se skládá z nosné části a dvou postranních pásem rozmístěnými v rozestupech s modulační frekvencí obou stranách nosiče. To vypadá, že je stejný jako signál AM, ale rozdíl je, že dolní postranní pásmo je mimo fázi o 180 stupňů.

Vzhledem k tomu, index modulace zvyšuje se zjistí, že jiné postranní pásma dvojnásobnou modulačního kmitočtu se začnou objevovat. Vzhledem k tomu, index se zvýšil další jiné postranní pásma může také být viděn.

 

Spectra z FM signálu s různým stupněm modulačním indexem

V určitých úrovní modulace, kde index modulace rovná postavy 2.41, 5.53 8.65, a jiné vyšší specifické úrovně, dopravce skutečné hodnoty klesne na postavě nulu, signál je složen pouze z postranních pásem.

Frekvenční modulace šířky pásma

V případě, že je amplituda signálu je modulován šířka pásma je dvojnásobkem maximální frekvence modulace. Zatímco Totéž platí pro signál úzkopásmové FM, situace není pravdivé pro širokopásmový signál FM. Zde požadovaná šířka pásma může být mnohem větší, s zjistitelné postranní pásma rozprostření přes velké množství kmitočtového spektra. Obvykle je nutné omezit šířku pásma signálu tak, že není nadměrně kolidovat s stanicemi obou stranách.

Jako signál frekvenčně modulované má postranní pásma, které se prodlužují ven do nekonečna, je normální, že zavedená praxe určit šířku pásma, jako ten, který obsahuje přibližně 98% výkonu signálu.

Pravidlem, často nazývané Carson pravidlo říká, že 98% výkonu signálu je obsažena v šířce pásma, která se rovná frekvenci odchylky, plus modulační frekvence se zdvojnásobila, a to:

 

Za normálních okolností je šířka pásma signálu širokopásmové FM je omezena limitem vládnout Carson - to snižuje rušení a nezavádí jakémukoliv nepatřičnému narušení signálu. Jinými slovy, pro VKV FM vysílací stanice musí být toto (2 75 x) + 15 kHz, tj 175 kHz. S ohledem na to celkem 200 kHz je obvykle povoleno, umožňující stanice, že má malé ochranné pásmo a jejich středových frekvencí na celá čísla z 100 kHz.

Klíčové body pro frekvenční modulaci šířky pásma a sidebands

Existuje několik zajímavých bodů souhrnné vzhledem k frekvenci modulace šířky pásma:

• Šířka pásma signálu frekvenčního modulované se liší jak s odchylkou a modulační frekvenci.

• Zvýšení modulační frekvence snižuje index modulace - snižuje počet postranních pásem s významnou amplitudy a tím i šířku pásma.

• Zvýšení modulační frekvence zvyšuje separaci kmitočtů mezi sidebands.

• Jaká je frekvence zvyšuje modulace šířky pásma s modulací frekvence, ale to není přímo úměrný k němu.

Frekvenční modulace šířky pásma je důležitá, protože je s jakoukoli jinou formu signálu. Pásové obsazení pěstování, a tlaku na prostor spektra, je nezbytné zajistit, šířku pásma frekvence modulovaný signál spadají do jeho určeného příspěvku. Jakékoliv neoprávněné šíření signálu mimo to je pravděpodobné, že způsobí rušení ostatním uživatelům.

Zanechat vzkaz 

Seznam zpráv