Что такое частотная модуляция Ширина полосы частот, Спектр и боковых полос?

Ян Poole

- Замечания и детали частотной модуляции полосы пропускания, спектра и боковых полос, а также их влияние на использование FM.

Ширина полосы частот, спектр и боковые полосы имеют большое значение при использовании частотной модуляции.

Боковые полосы модулированного сигнала частоты простираются по обе стороны от основной несущей, и привести к пропускной способности общего сигнала, чтобы увеличить далеко за рамки этого немодулированной несущей.

По мере того как модуляция несущей изменяется, так что боковые полосы и, следовательно, пропускную способность и общий спектр сигнала.

Частотная модуляция Функции Бесселя и боковые полосы

Любой сигнал, который модулируется производит боковые полосы. В случае амплитудно-модулированного сигнала, они легко определить, но для частотной модуляции ситуация не столь проста. , Они зависят от не только отклонения, но и уровень отклонения, то есть индекс модуляции M. Полный спектр представляет собой бесконечный ряд дискретных спектральных компонентов, выраженных сложной формуле с использованием функции Бесселя первого рода.

 
Полный спектр можно видеть, состоит из носителя плюс бесконечное число боковых полос распространяющейся по обе стороны от несущей при целых кратных частоте модуляции. Относительные уровни боковых полос можно получить, обратившись к таблице функций Бесселя. Как видно из изображения ниже, что относительные уровни поднимаются и опускаются в соответствии с различными значениями индекса модуляции.

 

Относительные уровни несущей и боковых полос для частотно-модулированного сигнала

При малых значениях индекса модуляции, при использовании узкополосного FM, и сигнал FM состоит из несущей и двух боковых полос, разнесенных на частоте модуляции по обе стороны от несущей. Это выглядит таким же, как сигнал АМ, но разница в том, что нижняя боковая полоса находится вне фазы 180 градусов.

По мере увеличения индекса модуляции обнаруживается, что другие боковые полосы с удвоенной частотой модуляции начинают появляться. По мере увеличения индекса другие дополнительные боковые полосы можно также увидеть.

 

Спектры сигнала FM с различными уровнями индекса модуляции

При определенных уровнях модуляции, где индекс модуляции равен фигуры 2.41, 5.53, 8.65 и других высших конкретных уровней, носитель падает на фактические цифры фигуры нулю, то сигнал, состоит просто из боковых полос.

полоса модуляции частоты

В случае с амплитудно-модулированным сигналом необходимая полоса пропускания в два раза превышает максимальную частоту модуляции. Несмотря на то, то же самое справедливо и для узкополосного сигнала FM, ситуация не верно для широкополосного сигнала FM. Здесь требуемая пропускная способность может быть очень большим, с обнаруживаемые боковые полосы разводя на больших количеств частотного спектра. Обычно необходимо, чтобы ограничить ширину полосы сигнала, таким образом, чтобы он не ненужных помех станциям обеих сторон.

В качестве частотно-модулированный сигнал имеет боковые полосы, которые простираются до бесконечности, нормально принятой практикой, чтобы определить пропускную способность, что и который содержит приблизительно 98% от мощности сигнала.

Правило большого пальца, часто называют Правило Карсон утверждает, что 98% мощности сигнала содержится в полосе частот, равной частоте отклонения, плюс частота модуляции в два раза, то есть:

 

Обычно ширина полосы частот широкополосного сигнала FM ограничена пределом Правило по Карсона - это уменьшает помехи и не вносит каких-либо неоправданных искажения сигнала. Другими словами для УКВ-FM станции вещания это должно быть (2 х 75) + 15 кГц, т.е. 175 кГц. С учетом этого в общей сложности 200 кГц обычно допускается, что позволяет станции иметь небольшую защитную полосу и их центральные частоты на целых чисел 100 кГц.

Ключевые моменты для ширины полосы частот модуляции и боковых полос

Есть несколько интересных точек по отношению к суммарной ширине полосы частот модуляции:

• Ширина полосы частот модулированного сигнала изменяется как с отклонением частоты и коэффициента модуляции.

• Увеличение частоты модуляции снижает индекс модуляции - это уменьшает число боковых полос со значительной амплитудой и, следовательно, ширины полосы.

• Увеличение частоты модуляции увеличивает разделение частот между боковыми полосами.

• частота полосы пропускания модуляции возрастает с увеличением частоты модуляции, но не прямо пропорционально ему.

ширина полосы частот модуляции имеет важное значение, как это с какой-либо другой формы сигнала. С группой занятости растет, и давление на пространстве спектра, необходимо обеспечить полосу пропускания частоты модулированного сигнала находящиеся в его указанной надбавки. Любое неправомерное распространение сигнала за пределами этого, вероятно, вызовет помехи другим пользователям.

Оставить сообщение 

Список сообщений