Γραφική αναπαράσταση κύματος διαμορφωμένης συχνότητας
Το Σύστημα Επικοινωνίας είναι μια ομάδα μεμονωμένων δικτύων τηλεπικοινωνιών, συστημάτων μετάδοσης, σταθμών παραπόταμου, σταθμών αναμετάδοσης και τερματικού εξοπλισμού που συνήθως μπορούν να διασυνδέονται και να διαλειτουργούν για να σχηματίσουν ένα ολοκληρωμένο σύνολο.
Η διαμόρφωση είναι μια διαδικασία με την οποία οι πληροφορίες κωδικοποιούνται από μια πηγή μηνύματος για να βελτιστοποιηθούν για μετάδοση. Η διαμόρφωση συχνότητας είναι η κωδικοποίηση πληροφοριών σε ένα κύμα καριέρας αλλάζοντας τη στιγμιαία συχνότητα των κυμάτων. Η τεχνολογία διαμόρφωσης συχνότητας χρησιμοποιείται συνήθως στους υπολογιστές, τις τηλεπικοινωνίες και την επεξεργασία σήματος.
Διαμόρφωση συχνότητας
Η διαμόρφωση συχνότητας είναι μια διαμόρφωση στην οποία η συχνότητα του φέροντος κύματος αλλάζει για το στιγμιαίο εύρος του διαμορφωτικού σήματος, τη φάση του φέροντος κύματος και το πλάτος διατηρείται σταθερό.
Ο σκοπός της διαμόρφωσης της συχνότητας των κυμάτων φορέα είναι η αποστολή πληροφοριών σε μικρές αποστάσεις.
Διαμόρφωση συχνότητας σε ένα σύστημα επικοινωνίας
Δύο τύποι διαμόρφωσης συχνότητας χρησιμοποιούνται στο σύστημα επικοινωνίας. Πρόκειται για τη διαμόρφωση αναλογικής συχνότητας και τη διαμόρφωση ψηφιακής συχνότητας.
Στην αναλογική διαμόρφωση, ένα συνεχές μεταβαλλόμενο ημιτονικό φέρον κύμα διαμορφώνει το σήμα δεδομένων. Οι τρεις σημαντικές καθοριστικές ιδιότητες ενός φέροντος κύματος είναι το πλάτος συχνότητας και η φάση. Αυτές οι ιδιότητες χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία AM, PM και FM.
Η ψηφιακή διαμόρφωση είναι παρόμοια με την αναλογική διαμόρφωση και κατηγοριοποιείται σε πλήκτρο μετατόπισης συχνότητας, πλήκτρο μετατόπισης πλάτους ή πλήκτρο μετατόπισης προσώπου. Η αναλογική διαμόρφωση χρησιμοποιείται για εκπομπές AM, FM και βραχέων κυμάτων, ενώ η ψηφιακή διαμόρφωση περιλαμβάνει τη μετάδοση δυαδικών σημάτων.
Γραφική αναπαράσταση κύματος διαμορφωμένης συχνότητας
Υπάρχουν δύο κύματα. το αρχικό κύμα είναι το σήμα του μηνύματος που περιέχει τις πληροφορίες.
Το δεύτερο κύμα είναι ένα σήμα χωρίς δεδομένα που είναι γνωστό ως σήμα φορέα.
Η διαμόρφωση αυτών των δύο κυμάτων έχει ως αποτέλεσμα τον σχηματισμό των κυμάτων που διαμορφώνονται με συχνότητα.
Το διαμορφωμένο κύμα FM είναι ευαίσθητο καθώς η συχνότητά του κινείται προς τα πάνω και προς τα κάτω ανάλογα με το πλάτος του σήματος του μηνύματος.
Η συχνότητα αλλαγής αναπαρίσταται με τη μορφή kilohertz.
Αναπαράσταση διαμόρφωσης συχνότητας
Το σήμα διαμόρφωσης (σήμα εισόδου) αναπαρίσταται ως
i(t) =β.sin (2𝜋fit)
Το σήμα φορέα αναπαρίσταται ως
c(t) =Ac cos(2𝜋fct)
Το Ac αντιπροσωπεύει τα πλάτη του φέροντος σήματος και τα fi και fc είναι οι συχνότητες των δύο κυμάτων αντίστοιχα .
το διαμορφωμένο κύμα αναπαρίσταται ως
F(t) =Ac. cos [2𝜋fct + β.sin (2𝜋fit)]
Και το β αντιπροσωπεύει τον δείκτη διαμόρφωσης του διαμορφωμένου με συχνότητα κύματος.
Δείκτης διαμόρφωσης FM
Ο δείκτης διαμόρφωσης του FM ορίζεται ως ο λόγος της μέγιστης φέρουσας συχνότητας προς τη συχνότητα του σήματος διαμόρφωσης.
Το σύμβολο β το υποδηλώνει.
Η εξίσωση δίνεται ως
β =∆f/fi
Εύρος ζώνης FM
Ορίζεται ως το συνολικό εύρος συχνότητας που απαιτείται για τη μετάδοση ενός συγκεκριμένου σήματος που έχει διαμορφωθεί για να μεταφέρει δεδομένα χωρίς παραμόρφωση ή απώλεια δεδομένων.
Σύστημα σταθερού εύρους ζώνης στα FM
Η διαμόρφωση συχνότητας θεωρείται σταθερή ζώνη με το σύστημα για τους ακόλουθους λόγους.
Το πλάτος ενός κύματος διαμορφωμένης συχνότητας παραμένει πάντα σταθερό.
Η ισχύς ενός μεταδιδόμενου σήματος σε όλη τη διάρκεια της μετάδοσης παραμένει σταθερή.
Το εύρος ζώνης δεν αυξάνεται και παραμένει σταθερό εκτός εάν αυξηθεί η συχνότητα διαμόρφωσης.
Διαμορφωτές συχνότητας
Τα σήματα FM παράγονται μέσω διαφόρων προσεγγίσεων μέσω διαμορφωτών συχνότητας.
Υπάρχουν διάφοροι τύποι διαμορφωτών συχνότητας.
Ταλαντωτής διόδου Varactor- Το σήμα FM παράγεται τοποθετώντας μια δίοδο varactor στο συντονισμένο κύκλωμα του κυκλώματος ταλαντωτή. Η ελάχιστη συχνότητα παρατηρείται στα σήματα του Διαμορφωτή. Για να επιτευχθούν σήματα FM στενής ζώνης, πρέπει να ενισχυθούν.
Τα σήματα βρόχου κλειδώματος φάσης- FM παράγονται καλύτερα με αυτήν τη μέθοδο. Το μόνο που χρειάζεται είναι για να χειριστούν με ακρίβεια τους περιορισμούς που υπάρχουν στον βρόχο.
Διαφορά μεταξύ AM και FM
Στα FM λέει ότι ένα πλάτος παραμένει σταθερό ενώ στο AM η φάση και η συχνότητα παραμένουν σταθερές
Τα διαμορφωμένα σήματα FM επηρεάζονται περισσότερο από τα διαμορφωμένα σήματα AM
Ο δείκτης διαμόρφωσης είναι πάντα μεγαλύτερος από 1 στα FM ενώ κυμαίνεται μεταξύ 0-1 σε ΠΜ
Τα σήματα FM επηρεάζονται λιγότερο από παρεμβολές και παραμόρφωση σε σύγκριση με τα σήματα AM
Τα σήματα FM χρησιμοποιούνται για μικρές αποστάσεις, ενώ τα σήματα am προτιμώνται για μεγάλες αποστάσεις
Εφαρμογές διαμόρφωσης συχνότητας
Η διαμόρφωση συχνότητας χρησιμοποιείται σε διάφορα πεδία που περιλαμβάνουν
Σεισμική έρευνα
Εγγραφή με μαγνητική ταινία
Μεταδόσεις ραντάρ
Ραδιοφωνική μετάδοση
Τηλεμετρία
Σύνθεση μουσικής
Παρατήρηση σημάτων ΗΕΓ
Συμπέρασμα
Η διαμόρφωση συχνότητας παίζει ζωτικό ρόλο στα συστήματα επικοινωνίας:η μαθηματική αναπαράσταση του κύματος διαμόρφωσης συχνότητας αποτελείται από έναν κόλπο, την έκφραση με το ολοκλήρωμα του σήματος της ζώνης βάσης που προστίθεται στο όρισμα της συνάρτησης αμαρτίας ή συνημιτόνου.
Ο δείκτης διαμόρφωσης χρησιμοποιείται για να κάνει τη διαίρεση συχνότητας πιο ευαίσθητη ή λιγότερο ευαίσθητη ανάλογα με τη διακύμανση της τιμής της ζώνης βάσης.
Ο δείκτης διαμόρφωσης και ο λόγος του πλάτους του σήματος διαμόρφωσης προς τη συχνότητα του σήματος διαμόρφωσης επηρεάζουν το διαμορφωμένο φάσμα συχνότητας.
