Фреквенцијска модулација и њене примене

ФМ или Фреквенција модулација је доступан отприлике од АМ ( Амплитудна модулација ) иако има само неке проблеме. ФМ сам по себи није имао проблема, осим што нисмо могли препознати потенцијал ФМ предајника. У раније доба бежична комуникација , измерено је да је потребна пропусна ширина овога ужа и неопходна за смањење шума као и сметњи. Под таквом мером претрпела је фреквенцијска модулација, док се АМ повећала. После тога, амерички инжењер- “ Едвин Армстронг ”Завршио свесни покушај откривања интензитета ФМ предајника. Едвин је покренуо дизајн употребе ФМ намењеног за пренос, што није ишло у прилог тренду у том тренутку.

Шта је фреквенцијска модулација?

Тхе фреквенција модулација може се дефинисати као што се фреквенција носећег сигнала мења пропорционално (у складу са) амплитудом улазног модулационог сигнала. Улаз је једнотонски синусни талас. Носачи и ФМ таласни облици такође су приказани на следећој слици.

Генерација фреквенцијске модулације

Фреквенција носача (фц) ће се повећавати како се повећава амплитуда модулационог (улазног) сигнала. Носећа фреквенција биће максимална (фц мак) када је улазни сигнал на врхунцу. Носач одступа од своје нормалне вредности . Фреквенција носача ће се смањивати како се смањује амплитуда модулационог (улазног) сигнала. Фреквенција носача биће минимална (фц мин) када је улазни сигнал најнижи. Носач одступа од своје нормалне вредности. Фреквенција носача биће на својој нормалној вредности (слободно ради) фц када је вредност улазног сигнала 0В. У носачу нема одступања. Слика приказује фреквенцију ФМ таласа када је улаз на максимуму, 0В и на мин.

Одступање фреквенције

• Зове се количина промене произведене носеће фреквенције, амплитудом улазног модулационог сигнала одступање фреквенције .
• Фреквенција носиоца варира између фмак и фмин као улазне варијабле у својој амплитуди.
• Разлика између фмак и фц позната је као одступање фреквенције. фд = фмак - фц
• Слично томе, разлика између фц и фмин такође је позната као одступање фреквенције. фд = фц –фмин
• Означава се са Δф. Стога је Δф = фмак - фц = фц - фмин
• Стога је фд = фмак - фц = фц - фмин

Фреквентно одступање = 105 -100 = 5 МХз (или) Фреквентно одступање = 95-100 = -5 МХз

Фреквенција модулација Једначина

Тхе ФМ једначина укључи следеће

в = грех [вцт + (Δф / фм) грех вмт]

= Грех [вцт + мф син вмт]

А = Амплитуда ФМ сигнала. Δф = одступање фреквенције

мф = Индекс модулације ФМ

мф = ∆ф / фм

мф назива се индекс модулације фреквенцијске модулације.

вм = 2π фм вц = 2π фц

Шта је индекс модулације фреквенцијске модулације?

Тхе индекс модулације ФМ дефинисан је као однос фреквенцијског одступања носача према фреквенцији модулационог сигнала

мф = индекс модулације ФМ = ∆ ф / фм

Пропусни опсег сигнала фреквенцијске модулације

Подсетимо, ширина појаса сложеног сигнала попут ФМ-а је разлика између његове највише и најниже фреквенције компоненте , а изражава се у херцима (Хз). Пропусни опсег се бави само фреквенцијама. АМ има само две бочне опсеге (УСБ и ЛСБ), а утврђено је да пропусни опсег износи 2 фм.

У ФМ-у то није тако једноставно. Спектар ФМ сигнала је прилично сложен и имаће бесконачан број бочних опсега као што је приказано на слици . Ова слика даје идеју како се спектар шири како се индекс модулације повећава. Бочне траке су одвојене од носача фц ± фм, фц ± 2фм, фц ± 3фм и тако даље.

Пропусност ФМ сигнала

Само првих неколико бочних трака садржаће главни удео у снага (98% укупне снаге) и стога се само ових неколико опсега сматра значајним бочним опсезима.

Као правило, често названо Карсоново правило, 98% снаге сигнала у ФМ садржано је у опсегу опсега једнаком фреквенцији одступања, плус фреквенција модулације удвостручена.

Царсоново правило : Пропусни опсег ФМ БВФМ = 2 [Δф + фм] .

= 2 фм [мф + 1]

ФМ је познат као систем константне пропусности. Зашто?

Фреквенцијска модулација је позната као а систем константне пропусности а пример овог система дат је у наставку.

• Δф = 75 КХз фм = 500 Хз БВФМ = 2 [75 + (500/1000)] КХз = 151,0 КХз
• Δф = 75 КХз фм = 5000 Хз БВФМ = 2 [75 + (5000/1000)] КХз = 160,0 КХз
• Δф = 75 КХз фм = 10000 Хз БВФМ = 2 [75 + (10000/1000)] КХз = 170,0 КХз
• Иако се фреквенција модулације повећала 20 пута (50 Хз до 5000 Хз), одступање се повећало само незнатно (151 КХз до 170 КХз). Отуда је ФМ познат као систем константне пропусности.
• Комерцијални ФМ (Царсоново правило.)
• Максимално фреквенцијско одступање = 75 КХз
• Максимална фреквенција модулације = 15 КХз
• БВФМ = 2 [75 + 15] = 180,0 КХз

Разлика између АМ и ФМ

Главни разлика између АМ и ФМ укључи следеће.

• Једначина за ФМ: В = А син [вцт + Δф / фм син вмт] = А син [вцт + мф син вмт]
• Једначина за АМ = Вц (1 + м син ωмт) син ωцт где је м дато са м = Вм / Вц
• У ФМ-у, модулација Индекс може имати било коју вредност већу од 1 или мању од једне
• У АМ индекс модулације биће између 0 и 1
• У ФМ, амплитуда носача је константна.
• Стога је преносна снага константна.
• Пренесена снага не зависи од индекса модулације
• Пренета снага зависи од индекса модулације
• ПТотал = Пц [1+ (м2 / 2)]
• Број значајних бочних опсега у ФМ је велик.
• Само две бочне траке у АМ
• ДО ширина опсега ФМ зависи од индекса модулације ФМ
• Пропусни опсег не зависи од индекса модулације АМ. Увек 2 бочна појаса. БВ оф АМ је 2 фм
• ФМ има бољу отпорност на буку. ФМ је робустан / робустан против буке. Квалитет ФМ-а биће добар чак и у присуству буке.
• У АМ, бука озбиљно утиче на квалитет
• Пропусни опсег потребан за ФМ је прилично висок.ФМ пропусни опсег = 2 [Δф + фм].
• Пропусни опсег потребан за АМ је мањи (2 фм)
• Кола за ФМ предајник и пријемник су веома сложени и веома скупи.
• Кола за АМ предајник и пријемник су једноставна и јефтинија

Дакле, ово је све о томе фреквенција модулација . Тхе примене фреквенцијске модулације укључити у ФМ радио емитовање , радар, сеизмичка претрага, телеметрија и посматрање новорођенчади за одузимање путем ЕЕГ-а, синтеза музике, двосмерни радио системи, системи за снимање магнетном траком, системи за емитовање видео записа, итд. Из горњих информација, коначно, можемо закључити да, у фреквенцији модулација, како ефикасност тако и ширина опсега зависе од максималног индекса модулације и модулационе фреквенције. За разлику од амплитудне модулације, сигнал модулације фреквенције има већу пропусну ширину, супериорну ефикасност и побољшану имуност на шум. Шта су различите врсте техника модулације у комуникационом систему?