FM sau Modulația de frecvență a fost disponibil aproximativ de la AM ( Modulație de amplitudine ) deși are doar câteva probleme. FM în sine nu a avut o problemă în afară de faptul că nu am putut recunoaște potențialul transmițătorului FM. În perioada anterioară a comunicații fără fir , s-a măsurat că lățimea de bandă necesară a acestuia era mai îngustă și necesară pentru a reduce zgomotul, precum și interferențele. În cadrul unei astfel de măsuri, modularea frecvenței a fost suferită, în timp ce AM a crescut. După aceea, un inginer american - „ Edwin Armstrong ”A încheiat încercarea conștientă de a descoperi intensitatea emițătoarelor FM. Edwin a inițiat proiectarea utilizării FM destinate transmiterii, care nu a fost în favoarea tendinței în acel moment.

Ce este o modulare de frecvență?

modulația frecvenței poate fi definit ca frecvența semnalului purtător variază proporțional cu (în conformitate cu) Amplitudinea semnalului de modulare a intrării. Intrarea este o undă sinusoidală cu un singur ton. Purtătorul și formele de undă FM sunt, de asemenea, prezentate în figura următoare.

Generarea de modulare a frecvenței

Frecvența unui purtător (fc) va crește pe măsură ce crește amplitudinea semnalului de modulare (intrare). Frecvența purtătorului va fi maximă (fc max) atunci când semnalul de intrare este la vârf. Transportatorul se abate maxim de la valoarea sa normală . Frecvența unui purtător va scădea pe măsură ce amplitudinea semnalului de modulare (de intrare) scade. Frecvența purtătorului va fi minimă (fc min) când semnalul de intrare este cel mai scăzut. Transportatorul deviază minim de la valoarea sa normală. Frecvența purtătorului va fi la valoarea sa normală (funcționare liberă) fc atunci când valoarea semnalului de intrare este 0V. Nu există nicio abatere în transportator. Figura arată frecvența undei FM când intrarea este la maxim, 0V și la min.

Abaterea frecvenței

Se numește cantitatea de modificare a frecvenței purtătoare produsă de amplitudinea semnalului de modulare a intrării abaterea de frecvență .
Frecvența purtătoare variază între fmax și fmin pe măsură ce variază intrarea în amplitudinea sa.
Diferența dintre fmax și fc este cunoscută sub numele de deviație de frecvență. fd = fmax - fc
În mod similar, diferența dintre fc și fmin este, de asemenea, cunoscută sub numele de deviație de frecvență. fd = fc –fmin
Se notează cu Δf. Prin urmare Δf = fmax - fc = fc - fmin
Prin urmare fd = fmax - fc = fc - fmin

Modularea semnalului Amplitudine	Frecvența transportatorului	Deviere
0V	100 MHz	Nil (frecvența centrală)
+2 V “caracteristicile unui amplificator op ideal ”	105 MHz	+ 5 MHz
─ 2 V	95 MHz	- 5 MHz

Abaterea frecvenței = 105 -100 = 5 MHz (sau) Abaterea frecvenței = 95-100 = -5 MHz

Modulare de frecvență Ecuaţie

Ecuația FM include următoarele

v = A sin [wct + (Δf / fm) sin wmt]

“cum se face un convertor boost ”

= Un păcat [wct + mf sin wmt]

A = Amplitudinea semnalului FM. Δf = abaterea de frecvență

mf = Indicele de modulație al FM

mf = ∆f / fm

mf se numește indicele de modulație al modulației de frecvență.

wm = 2π fm wc = 2π fc

Ce este indicele de modulare a modulației în frecvență?

indicele de modulație al FM este definit ca raportul dintre abaterea de frecvență a purtătorului și frecvența semnalului de modulare

mf = Indicele de modulare al FM = ∆ f / fm

Lățimea de bandă a semnalului de modulare a frecvenței

Reamintim, lățimea de bandă a unui semnal complex precum FM este diferența dintre cea mai mare și cea mai mică frecvență componente , și este exprimat în Hz (Hz). Lățimea de bandă se ocupă doar de frecvențe. AM are doar două benzi laterale (USB și LSB), iar lățimea de bandă a fost de 2 fm.

În FM nu este atât de simplu. Spectrul de semnal FM este destul de complex și va avea un număr infinit de benzi laterale așa cum se arată în figură . Această figură oferă o idee despre modul în care spectrul se extinde pe măsură ce indicele de modulație crește. Benzile laterale sunt separate de purtător prin fc ± fm, fc ± 2fm, fc ± 3fm și așa mai departe.

Lățimea de bandă a semnalului FM

Doar primele benzi laterale vor conține cea mai mare parte din puterea (98% din puterea totală) și, prin urmare, numai aceste câteva benzi sunt considerate a fi benzi laterale semnificative.

De regulă, denumită adesea Regula lui Carson, 98% din puterea semnalului în FM este conținută într-o lățime de bandă egală cu frecvența de deviere, plus frecvența de modulare s-a dublat.

Regula lui Carson : Lățimea de bandă a FM BWFM = 2 [Δf + fm] .

“convertor de cod gri în binar ”

= 2 fm [mf + 1]

FM este cunoscut sub numele de sistem de lățime de bandă constantă. De ce?

Modulația de frecvență este cunoscută sub numele de sistem de lățime de bandă constantă și un exemplu al acestui sistem este dat mai jos.

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
Deși frecvența de modulare a crescut de 20 de ori (50 Hz la 5000 Hz), deviația a crescut doar marginal (151 KHz la 170 KHz). Prin urmare, FM este cunoscut ca sistem de lățime de bandă constantă.
Comercial FM (regula lui Carson).
Abaterea frecvenței maxime = 75 KHz
Frecvență maximă modulantă = 15 KHz
BWFM = 2 [75 + 15] = 180,0 KHz

Diferența dintre AM și FM

Principalul diferența dintre AM și FM include următoarele.

Ecuația pentru FM: V = A sin [wct + Δf / fm sin wmt] = A sin [wct + mf sin wmt]
Ecuația pentru AM = Vc (1 + m sin ωmt) sin ωct unde m este dat de m = Vm / Vc
În FM, Modulația Indicele poate avea orice valoare mai mare de 1 sau mai mică decât una
În AM, indicele de modulație va fi între 0 și 1
În FM, amplitudinea purtătorului este constantă.
Prin urmare, puterea transmisă este constantă.
Puterea transmisă nu depinde de indicele de modulație
Puterea transmisă depinde de indicele de modulație
PTotal = Pc [1+ (m2 / 2)]
Numărul benzilor laterale semnificative în FM este mare.
Doar două benzi laterale în AM
LA lățimea de bandă a FM depinde de indicele de modulație al FM
Lățimea de bandă nu depinde de indicele de modulație al AM. Întotdeauna 2 benzi laterale. BW de AM este de 2 fm
FM are o imunitate mai bună la zgomot. FM este robust / robust împotriva zgomotului. Calitatea FM va fi bună chiar și în prezența zgomotului.
În AM, calitatea este afectată grav de zgomot
Lățimea de bandă cerută de FM este destul de mare. Lățimea de bandă FM = 2 [Δf + fm].
Lățimea de bandă necesară de AM este mai mică (2 fm)
Circuite pentru emițător FM și receptorul sunt foarte complexe și foarte scumpe.
Circuitele pentru emițătorul și receptorul AM sunt simple și mai puțin costisitoare

Astfel, totul este vorba modulația frecvenței . aplicații ale modulației de frecvență include în Transmisie radio FM , radar, prospecție seismică, telemetrie și observarea copiilor pentru confiscare prin EEG, sinteză muzicală, sisteme radio bidirecționale, sisteme de înregistrare cu bandă magnetică, sisteme de difuzare video etc. Din cele de mai sus, în cele din urmă, putem concluziona că, în frecvență modulația, atât eficiența, cât și lățimea de bandă depind de maximul indicelui de modulație și de frecvența de modulare. Contrastat modulației amplitudinii, semnalul de modulare a frecvenței are o lățime de bandă mai mare, o eficiență superioară și o imunitate îmbunătățită față de zgomot. Care sunt diferite tipuri de tehnici de modulare în sistemul de comunicare?