Διαμόρφωση Συχνότητας

Η διαμόρφωση FM ή συχνότητας εφαρμόζεται σε μια ποικιλία εφαρμογών που κυμαίνονται από την τηλεόραση έως τις τηλεπικοινωνίες και έχει πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με άλλους τρόπους λειτουργίας. Ενώ η διαμόρφωση ενός ραδιοφωνικού σήματος αλλάζοντας το πλάτος του είναι η πιο κοινή μέθοδος που όλοι γνωρίζουμε. Αλλά δεν είναι ο μόνος λόγος για τη διαμόρφωση συχνότητας να είναι τόσο διάσημος. Η διαμόρφωση συχνότητας είναι ένας άλλος τρόπος διαμόρφωσης της συχνότητας μετάδοσης. Χρησιμοποιείται συνήθως σε συχνότητες άνω των 30 MHz. Οι εκπομπές VHF FM είναι μια από τις πιο γνωστές εφαρμογές. Σε αυτό το άρθρο, θα μάθετε περισσότερα σχετικά με τη διαμόρφωση συχνότητας.

Τι είναι η διαμόρφωση συχνότητας στη φυσική;

Η Διαμόρφωση Συχνότητας είναι μια μορφή διαμόρφωσης στην οποία το μήκος κύματος του φορέα μεταβάλλεται από το στιγμιαίο πλάτος του διαμορφωτικού σήματος. Διατηρεί επίσης τη φάση και το πλάτος σταθερά. Ο στόχος της αλλαγής της συχνότητας του φέροντος κύματος είναι η μετάδοση δεδομένων ή πληροφοριών σε μικρές αποστάσεις.

Ο δείκτης Διαμόρφωσης Συχνότητας είναι γενικά υψηλότερος από ένα. Αυτός είναι ο λόγος που απαιτεί ένα ευρύ εύρος ζώνης 200 kHz. Λειτουργεί επίσης σε ένα εύρος πολύ υψηλών συχνοτήτων από 88 έως 108 Megahertz. Το FM είναι ένα σύνθετο κύκλωμα με ατελείωτο αριθμό πλευρικών ζωνών που λαμβάνει υψηλό σήμα με καλή ποιότητα ήχου. Η διαμόρφωση γωνίας είναι ένας τύπος διαμόρφωσης φέρουσας συχνότητας. Αυτός ο τύπος διαμόρφωσης χρησιμοποιείται ιδιαίτερα στις τηλεπικοινωνίες και τα συστήματα μετάδοσης.

Η άμεση διαμόρφωση συχνότητας περιλαμβάνει ένα σύστημα που προσπαθεί να τροφοδοτήσει ένα άμεσο μήνυμα σε έναν διαμορφωτή ελεγχόμενης τάσης ή σε έμμεση διαμόρφωση συχνότητας. Περιλαμβάνει επίσης την ενσωμάτωση ενός σήματος μηνύματος για να ξεκινήσει η παραγωγή μιας εξόδου διαμορφωμένης φάσης. Αυτή η διαμόρφωση φάσης χρησιμοποιείται στη συνέχεια για την τροποποίηση ενός ελεγχόμενου από κρυστάλλους ταλαντωτή και η έξοδος μεταφέρεται μέσω ενός πολλαπλασιαστή συχνότητας για να ξεκινήσει η παραγωγή ενός σήματος FM.

Παρόλο που δεν είναι τόσο απλή όσο η διαμόρφωση πλάτους, η διαμόρφωση συχνότητας έχει αρκετά ευδιάκριτα πλεονεκτήματα. Είναι επίσης σε θέση να παρέχει λήψη σχεδόν χωρίς παρεμβολές. Γι' αυτό το χρησιμοποιούμε για μεταδόσεις ήχου VHF.

Η διαμόρφωση συχνότητας χρησιμοποιείται συχνότερα σε παλαιότερες εκπομπές στη μεγάλη, μεσαία και μικρή ζώνη κυμάτων. Αυτό συμβαίνει επειδή αυτές οι μεταδόσεις θα μπορούσαν να παρέχουν ήχο υψηλής πιστότητας.

Το FM χρησιμοποιείται σε διάφορες τεχνολογίες αμφίδρομης ραδιοεπικοινωνίας και χρησιμοποιείται επίσης ευρέως για εκπομπές ήχου υψηλής ποιότητας. Τα συστήματα FM είναι εξαιρετικά δημοφιλή για συστήματα μόνιμης ή κινητής ραδιοεπικοινωνίας.

Τι είναι η αποδιαμόρφωση συχνότητας;

Όταν διαμορφώνουμε οποιοδήποτε σήμα, πρέπει να το αποδιαμορφώσουμε. Επομένως, είναι σημαντικό να αποδιαμορφωθεί αποτελεσματικά και να ανακτηθεί το αρχικό σήμα, όπως με κάθε μορφή διαμόρφωσης. Ο αποδιαμορφωτής FM, ο αισθητήρας FM ή ο διαιρέτης τάσης FM είναι όλοι όροι που χρησιμοποιούνται για να περιγράψουν τον αποδιαμορφωτή FM.

Υπάρχουν διάφοροι τύποι αποδιαμορφωτών FM. Επιτρέπουν μόνο τις διακυμάνσεις συχνότητας του εισερχόμενου σήματος να μετατραπούν σε διακυμάνσεις πλάτους στην έξοδο. Εάν τα δεδομένα μεταφέρονται μέσω του συστήματος, αυτά συνήθως τροφοδοτούνται σε έναν ενισχυτή ήχου ή σε μια ψηφιακή διεπαφή.

Διαφορετικοί τύποι διαμορφωτών FM

Υπάρχουν τόσοι πολλοί τύποι διαμορφωτών που χρησιμοποιούνται για σήματα διαμόρφωσης συχνότητας: 

• Ταλαντωτής διόδου Varactor – Μια δίοδος varactor εγκαθίσταται στο συντονισμένο κύκλωμα ενός κυκλώματος ταλαντωτή. Μια δίοδος varactor μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως μέρος ενός κυκλώματος κρυσταλλικού ταλαντωτή. Όταν χρησιμοποιούνται κρυσταλλικοί ταλαντωτές για σήματα, διπλασιάζονται σε συχνότητα. Αυτή η στενή ζώνη είναι δυνατή στη διαμόρφωση συχνότητας.

• Κλείδωμα φάσης:Η διαμόρφωση συχνότητας μπορεί να παραχθεί εύκολα χρησιμοποιώντας βρόχους κλειδώματος φάσης. Εάν θέλετε να διαχειριστείτε προσεκτικά τους περιορισμούς εντός των βρόχων, μπορείτε να το χρησιμοποιήσετε.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της διαμόρφωσης συχνότητας 

Υπάρχουν διάφορα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα από τη χρήση της διαμόρφωσης συχνότητας, όπως υπάρχουν με κάθε άλλο τύπο συστήματος διαμόρφωσης. Πριν όμως λάβετε τις τελικές αποφάσεις, πρέπει να έχετε υπόψη σας τα ακόλουθα πράγματα. Μπορείτε να μάθετε τι είναι η διαμόρφωση συχνότητας; Παραδείγματα είναι τα πλεονεκτήματά του.

Πλεονεκτήματα της χρήσης διαμόρφωσης συχνότητας: 

Η διαμόρφωση συχνότητας έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως για εκπομπές ήχου υψηλής ποιότητας, αμφίδρομες ραδιοεπικοινωνίες και μια ποικιλία άλλων εφαρμογών λόγω των πολλών πλεονεκτημάτων της.

• Αντοχή στο θόρυβο:

Η διαμόρφωση συχνότητας έχει πολλά πλεονεκτήματα, ένα από τα οποία είναι η αντίστασή της στις αλλαγές επιπέδου σήματος. Η διαμόρφωση μεταφέρεται απλώς ως διακυμάνσεις συχνότητας. Αυτό σημαίνει ότι τυχόν αλλαγές στο επίπεδο σήματος δεν θα επηρεάσουν την έξοδο ήχου, εφόσον το σήμα δεν πέφτει κάτω από την ικανότητα λήψης του δέκτη.

Λόγω αυτών των πλεονεκτημάτων, τα FM είναι κατάλληλα για κινητή ραδιοεπικοινωνία, η οποία χρησιμοποιεί αμφίδρομες ραδιοφωνικές ή φορητές εφαρμογές όπου τα επίπεδα σήματος αναμένεται να διαφέρουν σημαντικά. Το FM μπορεί να αντισταθεί στο θόρυβο και τις παρεμβολές μεταξύ ενός δικτύου.

• Εύχρηστη διαμόρφωση: 

Ένα άλλο πλεονέκτημα της διαμόρφωσης συχνότητας συνδέεται με πομπούς. Είναι απλό να εφαρμοστεί η διαμόρφωση σε φάση μειωμένης ισχύος του πομπού. Είναι δυνατή η εφαρμογή διαμόρφωσης σε φάση πομπού χαμηλής ισχύος. Δεν απαιτείται μια τετραγωνική μορφή ενίσχυσης για να αυξηθεί το επίπεδο ισχύος του σήματος για να επιτευχθεί η τελική του τιμή.

• ενισχυτές RF: 

Με σήματα διαμορφωμένων συχνοτήτων, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ενισχυτές RF. Οι μη γραμμικοί ενισχυτές ραδιοσυχνοτήτων μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για την ενίσχυση των σημάτων FM σε έναν πομπό, καθώς είναι πολύ πιο αποτελεσματικοί από τους γραμμικούς. Οι ενισχυτές RF είναι απαραίτητοι για σήματα με οποιεσδήποτε διακυμάνσεις πλάτους. Χρησιμοποιώντας αυτό, χρειάζεστε λιγότερη ισχύ για να επιτύχετε την επιθυμητή απόδοση. Αυτό το σύστημα καθιστά τα συστήματα διαμόρφωσης συχνότητας πιο πρακτικά για φορητές αμφίδρομες εφαρμογές ραδιοφώνου.

Με τόσα πολλά πλεονεκτήματα και χρήσεις της διαμόρφωσης συχνότητας, ορισμένα μειονεκτήματα υπερισχύουν αυτής της διαμόρφωσης.

Μερικά από τα μειονεκτήματα της χρήσης διαμόρφωσης συχνότητας είναι: 

Η διαμόρφωση συχνότητας, όπως όλα τα σχήματα και οι προσεγγίσεις, έχει πολλά μειονεκτήματα που πρέπει να ληφθούν υπόψη όταν θέλετε να εφαρμόσετε τη διαμόρφωση συχνότητας σε οποιοδήποτε σύστημα.

• Χαμηλότερη φασματική απόδοση: 

Η φασματική απόδοση του FM είναι χαμηλότερη από αυτή άλλων συστημάτων διαμόρφωσης. Η πληκτρολόγηση μετατόπισης συχνότητας είναι ένα είδος διαμόρφωσης συχνότητας που έχει χαμηλότερη φασματική απόδοση για τη μετάδοση δεδομένων. Έχει χαμηλή απόδοση σε σύγκριση με άλλα συστήματα διαμόρφωσης φάσης και τετραγωνικής διαμόρφωσης μετατόπισης φάσης. Εξαιτίας αυτού, πολλοί άνθρωποι χρησιμοποιούν PSK και QAM για μετάδοση.

• Αποδιαμορφωτής που είναι περίπλοκος: 

Ένα από τα μικρά μειονεκτήματα της χρήσης της διαμόρφωσης συχνότητας είναι ο αποδιαμορφωτής της. Αυτό το σύστημα χρησιμοποιεί έναν περίπλοκο αποδιαμορφωτή που είναι ακριβός και δεν είναι εύκολο να κατανοηθεί. Ωστόσο, επειδή πολλά ραδιοφωνικά ολοκληρωμένα κυκλώματα περιλαμβάνουν πλέον ενσωματωμένο αποδιαμορφωτή συχνότητας, αυτό δεν αποτελεί πλέον πρόβλημα.

Συμπέρασμα 

Διαμόρφωση συχνότητας ή FM όπως είναι πιο γνωστό σε όλους μας. Η διαμόρφωση συχνότητας χρησιμοποιείται συχνά στις ραδιοφωνικές επικοινωνίες και εκπομπές στις μέρες μας. Αλλά έχουμε αναρωτηθεί ποτέ τι είναι το FM ή ποια είναι η τεχνολογία και η διαδικασία πίσω από αυτό; Όμως, τώρα έχουμε όλες τις πληροφορίες σχετικά με τη διαμόρφωση συχνότητας.