Hvad er Frequency Modulation båndbredde, Spectrum og sidebånd?

Af Ian Poole

- Noter og oplysninger om frekvens modulation båndbredde, spektrum og sidebånd, og deres indvirkning på brugen af ​​FM.

Båndbredden, spektrum og sidebånd er af stor betydning, når der anvendes frekvensmodulation.

Sidebåndene af et frekvensmoduleret signal strække ud hver side af hovedbæreren, og forårsage båndbredden af ​​det samlede signal at stige langt ud over den for umoduleret bærer.

Som modulationen af ​​bæreren varierer, så gør de sidebands og dermed den båndbredde og samlede spektrum af signalet.

Frekvensmodulation Bessel-funktioner og sidebånd

Ethvert signal, der er moduleret producerer sidebånd. I tilfælde af et amplitudemoduleret signal, de er nemme at bestemme, men for frekvensmodulation er situationen ikke helt så ligetil. . De er afhængige af ikke blot afvigelsen, men også med graden af ​​afvigelse, dvs. modulationsindekset M. Det samlede spektrum er en uendelig række diskrete spektralkomponenter udtrykt af en kompliceret formel hjælp Bessel funktioner af den første art.

 
Det samlede spektrum kan ses at bestå af bæreren plus et uendeligt antal sidebånd sprede ud på hver side af bæreren ved integrale multipla af den modulerende frekvens. De relative niveauer af de sidebands kan opnås ved at referere til en tabel af Bessel funktioner. Det kan ses fra billedet nedenfor, at de relative niveauer stiger og falder i henhold til de forskellige værdier af modulationsindeks.

 

Relative niveauer af bærer og sidebånd for et frekvensmoduleret signal

For små værdier af graduering indeks, når du bruger smalbånd FM, og FM-signalet består af bæreren og de to sidebånd afstand på graduering frekvens hver side af transportøren. Dette ser ud til at være det samme som en AM-signal, men forskellen er, at den nedre sidebånd er ude af fase ved 180 grader.

Som modulationsindekset øger det konstateres, at andre sidebånd på det dobbelte af den frekvens modulation begynde at dukke op. Da indekset forøges yderligere andre sidebands kan også ses.

 

Spektre af et FM-signal med forskellige niveauer af modulationsindeks

På visse niveauer af graduering, hvor graduering indekset lig tal for 2.41, 5.53, 8.65 og andre højere specifikke niveauer, transportøren faktiske værdier falder til et tal på nul, det signal, der består blot af sidebånd.

Frekvens modulation båndbredde

I tilfælde af et amplitudemoduleret signal båndbredden kræves, er to gange den maksimale frekvens af modulationen. Mens det samme gælder for en smalbånd FM-signal, er situationen ikke sandt for en bredbånds FM-signal. Her kan den nødvendige båndbredde være meget større, med detekterbare sidebånd sprede ud over store mængder af frekvensspektret. Normalt er det nødvendigt at begrænse båndbredden af ​​et signal, så det ikke unødigt forstyrrer stationer enten side.

Som et frekvensmoduleret signal har sidebånd, der strækker sig ud til uendeligt, er det normalt accepteret praksis at bestemme den båndbredde som det, der indeholder ca. 98% af signaleffekt.

En tommelfingerregel, ofte betegnes Carsons reglen hedder, at 98% af signalet magt er indeholdt i en båndbredde svarende til afvigelsen frekvens, plus frekvens modulation fordoblet, nemlig:

 

Normalt båndbredden for en bredbånds FM-signal er begrænset til Carsons Regel grænse - det reducerer interferens og indfører ikke nogen urimelig fordrejning af signalet. Med andre ord for en VHF FM radiostation dette skal være (2 x 75) + 15 kHz, dvs. 175 kHz. I lyset af denne i alt 200 kHz er normalt tilladt, således stationer til at have en lille beskyttelsessignal og deres centerfrekvenser på integrale antal 100 kHz.

Hovedpunkter til frekvens modulation båndbredde og sidebånd

Der er et par interessante punkter i resumé i forhold til frekvens modulation båndbredde:

• Båndbredden af ​​et frekvensmoduleret signal varierer med både afvigelse og modulerende frekvens.

• Stigende modulerende frekvens reducerer modulationsindeks - det reducerer antallet af sidebånd med betydelig amplitude og dermed båndbredden.

• Stigende modulerende frekvens øger hyppigheden adskillelse mellem sidebånd.

• Frekvensen modulation båndbredde stiger med modulationsfrekvens, men det er ikke direkte proportional med den.

Frekvensmodulation båndbredde er af betydning, da det er med enhver anden form for signal. Med band belægning voksende, og presset på spektrum plads, er det nødvendigt at sikre båndbredden for en frekvens moduleret signal falder inden den angivne godtgørelse. Enhver unødig spredning signal udenfor dette sandsynligvis vil forårsage interferens til andre brugere.

Læg en besked 

Message List