L'FM o Modulazione di frequenza è disponibile approssimativamente da AM ( Modulazione d'ampiezza ) sebbene abbia solo alcuni problemi. FM stesso non ha avuto problemi a parte il fatto che non siamo riusciti a riconoscere il potenziale del trasmettitore FM. Nella prima volta di comunicazone wireless , è stato misurato che la larghezza di banda richiesta era più stretta e necessaria per ridurre il rumore e l'interferenza. Con tale misura, la modulazione di frequenza è stata subita mentre l'AM è aumentata. Dopodiché, un ingegnere americano- ' Edwin Armstrong ”Ha concluso il tentativo consapevole di scoprire l'intensità dei trasmettitori FM. Edwin ha avviato il progetto di utilizzare FM inteso per la trasmissione che non era a favore della tendenza in quel momento nel tempo.
Cos'è una modulazione di frequenza?
Il modulazione di frequenza può essere definita in quanto la frequenza del segnale portante viene variata proporzionalmente (in accordo con) all'ampiezza del segnale modulante in ingresso. L'ingresso è un'onda sinusoidale a tono singolo. Anche la portante e le forme d'onda FM sono mostrate nella figura seguente.
Generazione di modulazione di frequenza
La frequenza di una portante (fc) aumenterà all'aumentare dell'ampiezza del segnale di modulazione (ingresso). La frequenza portante sarà massima (fc max) quando il segnale di ingresso è al suo picco. Il vettore devia al massimo dal suo valore normale . La frequenza di una portante diminuirà al diminuire dell'ampiezza del segnale di modulazione (ingresso). La frequenza portante sarà minima (fc min) quando il segnale di ingresso è al minimo. Il vettore devia il minimo dal suo valore normale. La frequenza della portante sarà al suo valore normale (funzionamento libero) fc quando il valore del segnale di ingresso è 0V. Non vi è alcuna deviazione nel vettore. La figura mostra la frequenza dell'onda FM quando l'ingresso è al massimo, 0 V e al minimo.
Deviazione di frequenza
- Viene chiamata la quantità di variazione della frequenza portante prodotta dall'ampiezza del segnale modulante in ingresso deviazione di frequenza .
- La frequenza portante oscilla tra fmax e fmin al variare dell'ampiezza dell'ingresso.
- La differenza tra fmax e fc è nota come deviazione di frequenza. fd = fmax - fc
- Allo stesso modo, la differenza tra fc e fmin è anche nota come deviazione di frequenza. fd = fc –fmin
- È indicato con Δf. Quindi Δf = fmax - fc = fc - fmin
- Quindi fd = fmax - fc = fc - fmin
Ampiezza del segnale modulante | Frequenza del vettore | Deviazione |
0V | 100 MHz | Nil (frequenza centrale) |
+2 V | 105 MHz | + 5 MHz |
| ─ 2 V | 95 MHz | - 5 MHz |
Deviazione freq = 105-100 = 5 MHz (o) Deviazione freq = 95-100 = -5 MHz
Modulazione di frequenza Equazione
Il Equazione FM include il seguente
v = A sin [wct + (Δf / fm) sin wmt]
= Un peccato [wct + mf sin wmt]
A = Ampiezza del segnale FM. Δf = deviazione di frequenza
mf = Indice di modulazione di FM
mf = ∆f / fm
mf è chiamato indice di modulazione della modulazione di frequenza.
wm = 2π fm wc = 2π fc
Che cos'è l'indice di modulazione della modulazione di frequenza?
Il indice di modulazione di FM è definito come il rapporto tra la deviazione di frequenza della portante e la frequenza del segnale modulante
mf = Indice di modulazione FM = ∆ f / fm
La larghezza di banda del segnale di modulazione di frequenza
Ricorda, la larghezza di banda di un segnale complesso come FM è la differenza tra la sua frequenza più alta e più bassa componenti , ed è espresso in Hertz (Hz). La larghezza di banda si occupa solo delle frequenze. AM ha solo due bande laterali (USB e LSB) e la larghezza di banda è risultata pari a 2 fm.
In FM non è così semplice. Lo spettro del segnale FM è piuttosto complesso e avrà un numero infinito di bande laterali come mostrato nella figura . Questa figura dà un'idea di come lo spettro si espande all'aumentare dell'indice di modulazione. Le bande laterali sono separate dal vettore da fc ± fm, fc ± 2fm, fc ± 3fm e così via.
Larghezza di banda del segnale FM
Solo le prime bande laterali conterranno la maggior parte di il potere (98% della potenza totale) e quindi solo queste poche bande sono considerate bande laterali significative.
Come regola pratica, spesso definita come regola di Carson, il 98% della potenza del segnale in FM è contenuto in una larghezza di banda uguale alla frequenza di deviazione, più la frequenza di modulazione raddoppiata.
Il governo di Carson : Larghezza di banda di FM BWFM = 2 [Δf + fm] .
= 2 fm [mf + 1]
FM è noto come Constant Bandwidth System. Perché?
La modulazione di frequenza è nota come a sistema di larghezza di banda costante e un esempio di questo sistema è fornito di seguito.
- 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
- Sebbene la frequenza di modulazione sia aumentata di 20 volte (da 50 Hz a 5000 Hz), la deviazione è aumentata solo marginalmente (da 151 KHz a 170 KHz). Quindi FM è noto come sistema a larghezza di banda costante.
- FM commerciale (regola di Carson.)
- Max deviazione freq = 75 KHz
- Massima frequenza di modulazione = 15 KHz
- BWFM = 2 [75 + 15] = 180,0 KHz
Differenza tra AM e FM
Il principale differenza tra AM e FM include il seguente.
- Equazione per FM: V = A sin [wct + Δf / fm sin wmt] = A sin [wct + mf sin wmt]
- Equazione per AM = Vc (1 + m sin ωmt) sin ωct dove m è dato da m = Vm / Vc
- In FM, la modulazione L'indice può avere qualsiasi valore maggiore di 1 o minore di uno
- In AM, l'indice di modulazione sarà compreso tra 0 e 1
- In FM, l'ampiezza della portante è costante.
- Pertanto la potenza trasmessa è costante.
- La potenza trasmessa non dipende dall'indice di modulazione
- Potenza trasmessa dipende dall'indice di modulazione
- PTotal = Pc [1+ (m2 / 2)]
- Il numero di bande laterali significative in FM è elevato.
- Solo due bande laterali in AM
- PER larghezza di banda di FM dipende dall'indice di modulazione di FM
- La larghezza di banda non dipende dall'indice di modulazione di AM. Sempre 2 bande laterali. BW di AM è 2 fm
- FM ha una migliore immunità al rumore.FM è robusto / robusto contro il rumore. La qualità della FM sarà buona anche in presenza di rumore.
- In AM, la qualità è seriamente compromessa dal rumore
- La larghezza di banda richiesta da FM è piuttosto elevata. Larghezza di banda FM = 2 [Δf + fm].
- La larghezza di banda richiesta da AM è inferiore (2 fm)
- Circuiti per trasmettitore FM e il ricevitore sono molto complessi e molto costosi.
- I circuiti per trasmettitore e ricevitore AM sono semplici e meno costosi
Quindi, questo è tutto modulazione di frequenza . Il applicazioni della modulazione di frequenza incluso in Trasmissione radio FM , radar, prospezione sismica, telemetria e osservazione di neonati per convulsioni tramite EEG, sintesi musicale, sistemi radio a due vie, sistemi di registrazione su nastro magnetico, sistemi di trasmissione video, ecc. Dalle informazioni di cui sopra, infine, possiamo concludere che, in frequenza modulazione, sia le efficienze che la larghezza di banda dipendono dal massimo indice di modulazione e dalla frequenza di modulazione. Contrariamente alla modulazione di ampiezza, il segnale di modulazione di frequenza ha una larghezza di banda maggiore, un'efficienza superiore e una migliore immunità al rumore. Quali sono le diversi tipi di tecniche di modulazione nel sistema di comunicazione?
