Was ist Frequency Modulation Bandbreite, Spektrum und Seitenbänder?

Von Ian Poole

- Notizen und Details der Frequenzmodulation Bandbreite, Spektrum und Seitenbänder, und deren Auswirkungen auf die Verwendung von FM.

Die Bandbreite, Spektrum und Seitenbänder sind von großer Bedeutung bei der Frequenzmodulation verwendet wird.

Die Seitenbänder eines frequenzmodulierten Signals auf beiden Seiten des Hauptträgers erstrecken, und die Bandbreite des gesamten Signals verursachen auch des unmodulierten Träger darüber hinaus zu erhöhen.

Da die Modulation des Trägers variiert, so auch die Seitenbänder und damit die Bandbreite und Gesamtspektrum des Signals.

Frequenzmodulation Bessel-Funktionen & Seitenbänder

Jedes Signal, das moduliert wird, erzeugt Seitenbänder. Im Falle eines amplitudenmodulierten Signals ist es leicht zu bestimmen, sondern auch für eine Frequenzmodulation ist die Situation nicht ganz so einfach. . Sie sind abhängig von der nicht nur die Abweichung, sondern auch das Ausmaß der Abweichung, also der Modulationsindex M. Das Gesamtspektrum ist eine unendliche Reihe von diskreten spektralen Komponenten durch eine komplexe Formel ausgedrückt unter Verwendung Bessel-Funktionen der ersten Art.

 
Das gesamte Spektrum kann auf beiden Seiten des Trägers bei ganzzahligen Vielfachen der Modulationsfrequenz Ausbreiten und eine unendliche Anzahl von Seitenbändern bestehen aus dem Träger zu sehen. Die relativen Pegel der Seitenbänder kann durch Bezugnahme auf eine Tabelle von Bessel-Funktionen erhalten werden. Es kann aus der Abbildung unten ersichtlich, daß die relativen Pegel steigen und fallen entsprechend den verschiedenen Werten der Modulationsindex.

 

Relative Mengen an Träger und Seitenbänder für ein frequenzmoduliertes Signal

Für kleine Werte von Modulationsindex bei der Verwendung von Schmalband-FM und FM-Signal besteht aus dem Träger und den beiden bei der Modulationsfrequenz beabstandet Seitenbänder auf beiden Seiten des Trägers. Dies sieht das gleiche wie ein AM-Signal ist, aber der Unterschied ist, dass das untere Seitenband in der Phase durch 180 Grad beträgt.

Da der Modulationsindex erhöht wird gefunden, daß andere Seitenbänder mit der doppelten Modulationsfrequenz zu erscheinen beginnen. Da der Index ferner andere Seitenbänder kann auch gesehen werden erhöht.

 

Spektren eines FM-Signals mit unterschiedlichen Ebenen der Modulationsindex

Bei bestimmten Ebenen der Modulation, wobei der Modulationsindex Zahlen von 2.41 entspricht, 5.53, 8.65 und andere höhere spezifische Ebenen, Actuals der Träger fällt auf einen Wert von Null, wird das Signal einfach von den Seitenbändern umfasst wird.

Frequenzmodulationsbandbreite

Im Falle eines amplitudenmodulierten Signals erforderliche Bandbreite ist das Doppelte der maximalen Frequenz der Modulation. Während das gleiche für eine schmalbandige FM-Signal wahr ist, ist die Situation für ein Breitband-FM-Signal nicht wahr. Hier wird die benötigte Bandbreite kann sehr viel größer sein, mit detektierbaren Seitenbänder Ausbreiten über große Mengen des Frequenzspektrums. Normalerweise ist es erforderlich, die Bandbreite des Signals zu begrenzen, so dass es nicht übermäßig mit Stationen auf jeder Seite behindert.

Als ein frequenzmoduliertes Signal Seitenbänder aufweist, die auf unendlich erstrecken, ist es normal akzeptierte Praxis, die Bandbreite als die zu bestimmen, die etwa 98% der Signalleistung enthält.

Eine Faustregel genannt oft Carson-Regel besagt, dass 98% der Signalleistung innerhalb einer Bandbreite gleich der Abweichung Frequenz enthalten ist, und die Modulationsfrequenz verdoppelt, das heißt:

 

Normalerweise ist die Bandbreite eines Breitband-FM-Signal an die Carson-Regel Limit begrenzt - dies reduziert Störungen und keine unangemessenen Verzerrung des Signals einführt. Mit anderen Worten für eine Rundfunkstation VHF-FM Dies muss (2 x 75) + 15 kHz, dh 175 kHz. Angesichts dieser Tatsache wird insgesamt 200 kHz üblicherweise erlaubt, ermöglicht Stationen einen kleinen Schutzband zu haben und deren Mittenfrequenzen auf ganze Zahlen von 100 kHz.

Wichtige Punkte für die Frequenzmodulationsbandbreite und Seitenbänder

Es gibt ein paar interessante Punkte der Zusammenfassung in Bezug auf Frequenzmodulationsbandbreite:

• Die Bandbreite eines frequenzmodulierten Signals ändert sich mit sowohl Abweichung und Modulationsfrequenz.

• Erhöhung der Modulationsfrequenz reduziert Modulationsindex - sie verringert die Anzahl der Seitenbänder mit einer signifikanten Amplitude und damit die Bandbreite.

• Erhöhung der Modulationsfrequenz erhöht die Frequenztrennung zwischen Seitenbändern.

• die Frequenzmodulationsbandbreite steigt mit der Modulationsfrequenz, aber es ist nicht direkt proportional zu ihr.

Frequenzmodulationsbandbreite ist von Bedeutung, da sie mit jeder anderen Form von Signal ist. Mit Bandbelegung wächst, und der Druck auf Spektrum Raum, ist es notwendig, die Bandbreite eines frequenzmodulierten Signals fällt innerhalb seines festgelegten Vergütung zu gewährleisten. Jeder zu Unrecht Signal Ausbreitung außerhalb dies wahrscheinlich Interferenzen mit anderen Benutzern zu verursachen.

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