FM või Sageduse modulatsioon on olnud saadaval umbes alates AM-st ( Amplituudi modulatsioon ) kuigi sellel on ainult mõned probleemid. FM-l endal polnud probleeme, välja arvatud see, et me ei suutnud FM-saatja potentsiaali ära tunda. Varasemal ajal traadita side , mõõdeti, et selle nõutav ribalaius on kitsam ja vajalik müra ja häirete vähendamiseks. Sellise meetme korral kannatas sageduse modulatsioon, samas kui AM suurenes. Pärast seda tegi Ameerika insener - Edwin Armstrong ”Lõpetas teadliku katse avastada FM-saatjate intensiivsust. Edwin algatas edastamiseks mõeldud FM-i kasutamise kavandamise, mis ei soostunud sellel ajahetkel seda suundumust.

Mis on sageduse modulatsioon?

The sageduse modulatsioon saab määratleda kui kandesignaali sagedust varieeritakse proportsionaalselt (vastavalt) sisendi moduleeriva signaali amplituudile. Sisendiks on ühetooniline siinus. Kandja ja FM-lainekuju on näidatud ka järgmisel joonisel.

Sageduse modulatsiooni genereerimine

Kandja (fc) sagedus suureneb, kui moduleeriva (sisendsignaali) amplituud suureneb. Kandesagedus on maksimaalne (fc max), kui sisendsignaal on tipus. Kandja kaldub maksimaalselt normaalsest väärtusest kõrvale . Kandja sagedus väheneb, kui moduleeriva (sisendi) signaali amplituud väheneb. Kandesagedus on minimaalne (fc min), kui sisendsignaal on kõige madalam. Kandja kaldub minimaalsest kõrvale oma normväärtusest. Kui sisendsignaali väärtus on 0 V, on kanduri sagedus normaalsel väärtusel (vabajooks) fc. Kandjas pole kõrvalekallet. Joonisel on näidatud FM-laine sagedus, kui sisend on maksimaalsel, 0 V ja min.

Sageduse kõrvalekalle

Nimetatakse sisendi moduleeriva signaali amplituudiga tekitatud kandesageduse muutuse suurust sageduse hälve .
Kandja sagedus kõigub fmax ja fmin vahel, kui sisendi amplituud varieerub.
Fmax ja fc vahe on tuntud kui sagedushälve. fd = fmax - fc
Sarnaselt tuntakse erinevust fc ja fmin ka sagedushälbena. fd = fc –fmin
Seda tähistatakse Δf-ga. Seetõttu Δf = fmax - fc = fc - fmin
Seetõttu fd = fmax - fc = fc - fmin

Signaali amplituudi moduleerimine	Vedaja sagedus	Hälve
0V	100 MHz	Null (kesksagedus)
+2 V “analoogi muundamine digitaalseks signaaliks ”	105 MHz	+ 5 MHz
─ 2 V	95 MHz	- 5 MHz “12 -voldine viivitusahela ahel kasutamiseks autodes ”

Sagedushälve = 105 -100 = 5 MHz (või) Sageduse hälve = 95-100 = -5 MHz

Sageduse modulatsioon Võrrand

The FM võrrand sisaldama järgmist

v = A sin [wct + (Δf / fm) sin wmt]

= Patt [wct + mf sin wmt]

A = FM-signaali amplituud. Δf = sageduse hälve

mf = FM modulatsiooni indeks

mf = ∆f / fm

mf nimetatakse sageduse modulatsiooni modulatsioonindeksiks.

wm = 2π fm wc = 2π fc

Mis on sagedusmodulatsiooni modulatsiooni indeks?

The FM modulatsiooni indeks on määratletud kui kanduri sageduse kõrvalekalde ja moduleeriva signaali sageduse suhe

mf = FM modulatsiooni indeks = ∆ f / fm

Sagedusmodulatsiooni signaali ribalaius

Tuletame meelde, et sellise keerulise signaali nagu FM ribalaius on erinevus selle kõrgeima ja madalaima sageduse vahel komponendid ja väljendatakse hertsides (Hz). Ribalaius tegeleb ainult sagedustega. AM-l on ainult kaks külgriba (USB ja LSB) ning ribalaiuseks leiti 2 fm.

FM-is pole see nii lihtne. FM-signaali spekter on üsna keeruline ja sellel on lõpmatu arv külgribasid, nagu joonisel näidatud . See joonis annab aimu, kuidas spekter laieneb modulatsiooni indeksi suurenemisega. Külgribad on kandjast eraldatud fc ± fm, fc ± 2fm, fc ± 3fm ja nii edasi.

FM-signaali ribalaius

Ainult esimesed külgribad sisaldavad põhiosa võimsus (98% kogu võimsusest) ja seetõttu peetakse ainult neid väheseid ribasid olulisteks külgribadeks.

Rusikareeglina, mida sageli nimetatakse Carsoni reegliks, sisaldab 98% FM-i signaali võimsusest ribalaiust, mis on võrdne hälbe sagedusega, millele lisandub modulatsiooni sagedus kahekordistunud.

Carsoni reegel : FM BWFM ribalaius = 2 [Δf + fm] .

“kuidas ampermeeter töötab ”

= 2 fm [mf + 1]

FM on tuntud kui konstantse ribalaiuse süsteem. Miks?

Sageduse modulatsiooni tuntakse kui a konstantse ribalaiusega süsteem ja selle süsteemi näide on toodud allpool.

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
Ehkki moduleeriv sagedus kasvas 20 korda (50 Hz kuni 5000 Hz), suurenes hälve vaid marginaalselt (151 KHz kuni 170 KHz). Seega on FM tuntud kui konstantse ribalaiusega süsteem.
Commercial FM (Carsoni reegel.)
Max sageduse hälve = 75 KHz
Max moduleeriv sagedus = 15 KHz
BWFM = 2 [75 + 15] = 180,0 KHz

AM ja FM erinevus

Peamine AM ja FM vahe sisaldama järgmist.

FM-i võrrand: V = sin [wct + Δf / fm sin wmt] = patt [wct + mf sin wmt]
AM = Vc (1 + m sin ωmt) sin ωct võrrand, kus m on antud m = Vm / Vc
FM-is modulatsiooni Indeksi väärtus võib olla suurem kui 1 või väiksem kui üks
Kell AM on modulatsiooni indeks vahemikus 0 kuni 1
FM-is on kanduri amplituud konstantne.
Seetõttu on ülekantav võimsus konstantne.
Edastatud võimsus ei sõltu modulatsiooni indeksist
Edastatud võimsus sõltub modulatsiooni indeksist
PTotal = Pc [1+ (m2 / 2)]
Oluliste külgribade arv FM-is on suur.
Ainult kaks külgriba AM-s
TO FM ribalaius sõltub FM modulatsiooni indeksist
Ribalaius ei sõltu AM modulatsiooni indeksist. Alati 2 külgriba. AM BW on 2 fm
FM-il on parem müratakistus. FM on vastupidav ja vastupidav müra vastu. FM kvaliteet on hea ka müra korral.
AM-s mõjutab müra tõsiselt kvaliteeti
FM-i nõutav ribalaius on üsna suur. FM-i ribalaius = 2 [Δf + fm].
AM poolt nõutav ribalaius on väiksem (2 fm)
FM-saatja ahelad ja vastuvõtja on väga keerukad ja väga kallid.
AM saatja ja vastuvõtja ahelad on lihtsad ja odavamad

Seega on see kõik sageduse modulatsioon . The sageduse modulatsiooni rakendused kaasata FM-raadio ringhääling , radar, seismiline uurimine, telemeetria ja imikute vaatlemine krampide jaoks EEG, muusikasünteesi, kahesuunaliste raadiosüsteemide, magnetlintide salvestussüsteemide, videoülekandesüsteemide jne kaudu. Lõpuks võime ülaltoodud teabe põhjal järeldada, et sageduses modulatsiooni korral sõltuvad nii efektiivsused kui ka ribalaius maksimaalsest modulatsiooniindeksist ja moduleerimissagedusest. Vastupidiselt amplituudmodulatsioonile on sagedusmodulatsiooni signaalil suurem ribalaius, parem efektiivsus ja parem müra suhtes immuunsus. Millised on erinevat tüüpi modulatsioonitehnikad sidesüsteemis?