Συχνότητες στη Διαμόρφωση Συχνότητας

Διαμόρφωση είναι η τεχνική κωδικοποίησης δεδομένων από μια πηγή μηνύματος για να γίνει πιο κατάλληλη για μετάδοση. Η κωδικοποίηση πληροφοριών σε ένα φέρον κύμα τροποποιώντας τη στιγμιαία συχνότητα του κύματος είναι γνωστή ως διαμόρφωση συχνότητας (FM). Η τεχνολογία FM χρησιμοποιείται συχνά στους υπολογιστές, τις τηλεπικοινωνίες και την επεξεργασία σήματος.

Η μέγιστη απόκλιση fmax στα FM είναι μια παραλλαγή (ή) απόκλιση στη συχνότητα.

Η μέγιστη απόκλιση συχνότητας είναι KAm.

Γενικά, η απόκλιση συχνότητας μετρά την αλλαγή στη συχνότητα του φορέα που προκαλείται από το πλάτος του σήματος διαμόρφωσης εισόδου.

Διαμόρφωση συχνότητας

Η διαμόρφωση συχνότητας είναι ένας τύπος διαμόρφωσης όπου η συχνότητα του φέροντος κύματος αλλάζει ως απόκριση στο στιγμιαίο πλάτος του διαμορφωτικού σήματος διατηρώντας τη φάση και το πλάτος σταθερά. Ο στόχος της αλλαγής της συχνότητας του φέροντος κύματος είναι η μεταφορά δεδομένων ή πληροφοριών σε μικρές αποστάσεις.

Ο δείκτης διαμόρφωσης συχνότητας είναι σταθερά μεγαλύτερος από ένα, απαιτεί ένα ευρύ εύρος ζώνης 200 kHz, λειτουργεί σε ένα εύρος πολύ υψηλής συχνότητας από 88 έως 108 Megahertz, ένα σύνθετο κύκλωμα με ατελείωτο αριθμό πλευρικών ζωνών και λαμβάνει ένα σήμα υψηλής ποιότητας με καλή ποιότητα ήχου. Η διαμόρφωση γωνίας είναι ένας τύπος διαμόρφωσης φέρουσας συχνότητας που χρησιμοποιείται συνήθως σε συστήματα μετάδοσης τηλεπικοινωνιών. Η διαμόρφωση συχνότητας και φάσης συμπληρώνουν βασικούς τύπους διαμόρφωσης γωνίας.

Εξίσωση διαμόρφωσης συχνότητας

Τύποι συχνοτήτων στη διαμόρφωση συχνότητας

Υπάρχουν δύο τύποι απόκλισης συχνότητας:

FM στενής ζώνης

Η μορφή διαμόρφωσης συχνότητας στην οποία η τιμή του δείκτη διαμόρφωσης είναι πολύ χαμηλή είναι γνωστή ως FM στενής ζώνης. Όταν ο δείκτης διαμόρφωσης είναι μικρότερος από 0,3, υπάρχει μόνο ένας φορέας και αντίστοιχες πλευρικές ζώνες με διπλάσιο εύρος ζώνης του σήματος διαμόρφωσης. Ως αποτέλεσμα, το 0,3 αναφέρεται ως διαμόρφωση συχνότητας στενής ζώνης. Το μέγιστο εύρος συχνοτήτων διαμόρφωσης είναι 3 kHz. Τα 75 kHz είναι η πιο σημαντική τιμή απόκλισης συχνότητας.

FM ευρείας ζώνης

Η μορφή διαμόρφωσης συχνότητας στην οποία η τιμή του δείκτη διαμόρφωσης είναι σημαντική είναι γνωστή ως FM ευρείας ζώνης. Περισσότερες από δύο πλευρικές ζώνες θα έχουν διπλάσιο εύρος ζώνης του σήματος διαμόρφωσης όταν ο δείκτης διαμόρφωσης είναι μεγαλύτερος από 0,3. Καθώς αυξάνεται η τιμή του δείκτη διαμόρφωσης, αυξάνεται και ο αριθμός των πλευρικών ζωνών. Η διαμόρφωση συχνότητας στενής ζώνης ορίζεται ως>0,3. Μεταξύ 30 Hz και 15 kHz είναι το μέγιστο εύρος των συχνοτήτων διαμόρφωσης.

Τα 75 kHz είναι η πιο σημαντική τιμή απόκλισης συχνότητας.

Αυτή η διαμόρφωση συχνότητας απαιτεί ευρύτερο εύρος εύρους ζώνης από τη διαμόρφωση συχνότητας στενής ζώνης, σχεδόν 15 φορές μεγαλύτερη.

Το εύρος ζώνης του σήματος διαμόρφωσης συχνότητας

Μία από τις πιο κρίσιμες πτυχές ενός σήματος FM είναι το εύρος ζώνης του. Οι πλευρικές ζώνες θα επεκταθούν στο άπειρο και στις δύο πλευρές. Ωστόσο, η δύναμή τους θα μειωθεί. Μπορεί να περιορίσει το BW ενός σήματος FM χωρίς να επηρεάσει σημαντικά την τιμή του.

Θυμηθείτε ότι το εύρος ζώνης ενός σύνθετου σήματος όπως το FM μετριέται σε Hertz και ορίζεται ως η διαφορά μεταξύ των στοιχείων υψηλότερης και χαμηλότερης συχνότητας (Hz). Το εύρος ζώνης αφορά μόνο τις συχνότητες. Το εύρος ζώνης του AM ανακαλύφθηκε ότι είναι 2 FM, με μόνο δύο πλευρικές ζώνες (USB και LSB).

Δεν είναι τόσο εύκολο στα FM και το φάσμα σημάτων του είναι πολύ περίπλοκο και έχει πολλές πλευρικές ζώνες. Το φάσμα επεκτείνεται καθώς αυξάνεται ο δείκτης διαμόρφωσης.

Απόκλιση συχνότητας

Η διαφορά μεταξύ της ελάχιστης ή μέγιστης έκτασης ενός σήματος διαμορφωμένης συχνότητας και της ονομαστικής συχνότητας κέντρου ή φορέα ονομάζεται απόκλιση συχνότητας στο ραδιόφωνο FM. Η μετατόπιση συχνότητας είναι μια τυχαία μετατόπιση της ονομαστικής συχνότητας ενός ταλαντωτή που συνήθως συγχέεται με τη μετατόπιση συχνότητας.

Η απόκλιση συχνότητας ενός ραδιοφώνου είναι σημαντική όσον αφορά το εύρος ζώνης, επειδή η μικρή απόκλιση σημαίνει ότι περισσότερα κανάλια μπορούν να χωρέσουν στην ίδια ποσότητα φάσματος συχνοτήτων. Χρησιμοποιείται τυπική απόσταση καναλιών 100 ή 200 kHz στο εύρος εκπομπής FM μεταξύ 87,5 και 108 MHz, με μέγιστη διακύμανση συχνότητας +/-75 kHz, με buffer πάνω και κάτω από τις υψηλότερες και τις χαμηλότερες συχνότητες σε ορισμένες περιπτώσεις για μείωση παρεμβολές με άλλα κανάλια.

Σημασία των συχνοτήτων στη διαμόρφωση συχνότητας

Η διαμόρφωση συχνότητας (FM) χρησιμοποιείται ευρύτερα για ραδιοφωνικές και τηλεοπτικές εκπομπές. Η μπάντα FM χρησιμοποιείται για πολλά διαφορετικά πράγματα. Τα κανάλια 0 έως 72 στην αναλογική τηλεόραση χρησιμοποιούν εύρη ζώνης που κυμαίνονται από 54 έως 825 MHz. Το ραδιόφωνο FM, το οποίο εκπέμπει μεταξύ 88 και 108 MHz, είναι επίσης μέρος του φάσματος FM. Κάθε ραδιοφωνικός σταθμός χρησιμοποιεί μια ζώνη συχνοτήτων 38 kHz για τη μετάδοση ήχου.

Συμπέρασμα

Διαμόρφωση είναι η τεχνική κωδικοποίησης δεδομένων από μια πηγή μηνύματος για να γίνει πιο κατάλληλη για μετάδοση. Η μέγιστη απόκλιση συχνότητας είναι KAm. Υπάρχουν δύο τύποι απόκλισης συχνότητας – FM στενής ζώνης και FM ευρείας ζώνης. Μία από τις πιο κρίσιμες πτυχές ενός σήματος FM είναι το εύρος ζώνης του. Οι πλευρικές ζώνες θα επεκταθούν στο άπειρο και στις δύο πλευρές. Ωστόσο, η δύναμή τους θα μειωθεί. Η διαφορά μεταξύ της ελάχιστης ή μέγιστης έκτασης ενός σήματος διαμορφωμένης συχνότητας και της ονομαστικής συχνότητας κέντρου ή φορέα ονομάζεται απόκλιση συχνότητας στο ραδιόφωνο FM.