Што такое частотная мадуляцыя Шырыня паласы частот, Спектр і бакавых палос?

Па Ian Пул

- Заўвагі і дэталі частотнай мадуляцыі паласы прапускання, спектру і бакавых палос, а таксама іх уплыў на выкарыстанне FM.

Шырыня паласы частот, спектр і бакавыя паласы маюць вялікае значэнне пры выкарыстанні частотнай мадуляцыі.

Бакавыя паласы мадуляванага сігналу частоты распасціраюцца па абодва бакі ад асноўнай апорнай, і прывесці да прапускной здольнасці агульнай сігналу, каб павялічыць далёка за рамкі гэтага немодулированной апорнай.

Па меры таго як мадуляцыя апорнай змяняецца, так што бакавыя паласы і, такім чынам, прапускную здольнасць і агульны спектр сігналу.

Функцыі і бакавыя паласы частотнай мадуляцыі Беселя

Любы сігнал, які мадулюецца вырабляе бакавыя паласы. У выпадку амплітудна-мадуляванага сігналу, яны лёгка вызначыць, але для частотнай мадуляцыі сітуацыя не гэтак простая. , Яны залежаць ад не толькі адхіленні, але і ўзровень адхіленні, то ёсць індэкс мадуляцыі M. Поўны спектр ўяўляе сабой бясконцы шэраг дыскрэтных спектральных кампанентаў, выражаных складанай формуле з выкарыстаннем функцыі Бесселя першага роду.

 
Поўны спектр можна бачыць, складаецца з носьбіта плюс бясконцую колькасць бакавых палос якая распаўсюджваецца па абодва бакі ад апорнай пры цэлых кратных частаце мадуляцыі. Адносныя ўзроўні бакавых палос можна атрымаць, звярнуўшыся да табліцы функцый Бесселя. Як відаць з малюнка ніжэй, што адносныя ўзроўні паднімаюцца і апускаюцца ў адпаведнасці з рознымі значэннямі індэкса мадуляцыі.

 

Адносныя ўзроўні апорнай і бакавых палос для частотна-мадуляванага сігналу

Пры малых значэннях індэкса мадуляцыі, пры выкарыстанні вузкапалосных FM, і сігнал FM складаецца з апорнай і двух бакавых палос, разнесеных на частаце мадуляцыі па абодва бакі ад апорнай. Гэта выглядае такім жа, як сігнал АМ, але розніца ў тым, што ніжняя бакавыя паласа знаходзіцца па-за фазы 180 градусаў.

Па меры павелічэння індэкса мадуляцыі выяўляецца, што іншыя бакавыя паласы з падвоенай частатой мадуляцыі пачынаюць з'яўляцца. Па меры павелічэння індэкса іншыя дадатковыя бакавыя палосы можна таксама ўбачыць.

 

Спектры сігналу FM з рознымі ўзроўнямі індэкса мадуляцыі

Пры пэўных узроўнях мадуляцыі, дзе індэкс мадуляцыі роўны фігуры 2.41, 5.53, 8.65 і іншых вышэйшых канкрэтных узроўняў, носьбіт падае на фактычныя лічбы фігуры нуля, то сігнал, складаецца проста з бакавых палос.

паласа мадуляцыі частоты

У выпадку з амплітудна-мадуляваным сігналам неабходная паласа прапускання ў два разы перавышае максімальную частату мадуляцыі. Нягледзячы на ​​тое, тое ж самае справядліва і для вузкапалосных сігналу FM, сітуацыя не дакладна для шырокапалоснага сігналу FM. Тут патрабаваная прапускная здольнасць можа быць вельмі вялікім, з выяўляныя бакавыя паласы разводзячы на ​​вялікіх колькасцяў частотнага спектру. Звычайна неабходна, каб абмежаваць шырыню паласы сігналу, такім чынам, каб ён не непатрэбных перашкод станцыях абодвух бакоў.

У якасці частотна-мадуляваны сігнал мае бакавыя паласы, якія распасціраюцца да бясконцасці, нармальна прынятай практыкай, каб вызначыць прапускную здольнасць, што і які ўтрымлівае прыблізна 98% ад магутнасці сігналу.

Правіла вялікага пальца, часта называюць правіла Карсан сцвярджае, што 98% магутнасці сігналу змяшчаецца ў паласе частот, роўнай частаце адхіленні, плюс частата мадуляцыі ў два разы, гэта значыць:

 

Звычайна шырыня паласы частот шырокапалоснага сігналу FM абмежаваная мяжою Правіла па Карсана - гэта памяншае перашкоды і не ўносіць якіх-небудзь неапраўданых скажэнні сігналу. Іншымі словамі для УКХ-FM станцыі вяшчання гэта павінна быць (2 х 75) + 15 кГц, г.зн. 175 кГц. З улікам гэтага ў агульнай складанасці 200 кГц звычайна дапускаецца, што дазваляе станцыі мець невялікую ахоўную паласу і іх цэнтральныя частоты на цэлых лікаў 100 кГц.

Ключавыя моманты для шырыні паласы частот мадуляцыі і бакавых палос

Ёсць некалькі цікавых кропак па адносінах да сумарнай шырыні паласы частот мадуляцыі:

• Шырыня паласы частот мадуляванага сігналу змяняецца як з адхіленнем частоты і каэфіцыента мадуляцыі.

• Павелічэнне частаты мадуляцыі зніжае індэкс мадуляцыі - гэта памяншае лік бакавых палос са значнай амплітудай і, такім чынам, шырыні паласы.

• Павелічэнне частаты мадуляцыі павялічвае падзел частот паміж бакавымі палосамі.

• частата паласы прапускання мадуляцыі ўзрастае з павелічэннем частоты мадуляцыі, але не прама прапарцыйна яму.

шырыня паласы частот мадуляцыі мае важнае значэнне, як гэта з якой-небудзь іншай формы сігналу. З групай занятасці расце, і ціск на прасторы спектру, неабходна забяспечыць паласу прапускання частоты мадуляванага сігналу знаходзяцца ў яго названай надбаўкі. Любое неправамернае распаўсюджванне сігналу за межамі гэтага, верагодна, выкліча перашкоды іншым карыстальнікам.

Пакінь паведамленне 

спіс паведамленняў