Διαμορφωτές FM

Εισαγωγή

Αυτό το άρθρο αναλύει τους διάφορους διαμορφωτές FM που χρησιμοποιούνται σήμερα για τη διαμόρφωση ενός σήματος. Θα σας πει τη λειτουργία της διαμόρφωσης συχνότητας και των εφαρμογών FM. Η διαμόρφωση συχνότητας είναι ένας τύπος ασύρματης μετάδοσης δεδομένων.

Τι είναι η αποδιαμόρφωση συχνότητας;

Η αποδιαμόρφωση FM είναι μερικές φορές γνωστή ως ανίχνευση FM και με πολλά άλλα ονόματα. Αυτό το κύκλωμα χρησιμοποιήθηκε με παλαιότερη τεχνολογία. Αυτό είναι ένα σημαντικό βήμα στη λήψη ενός σήματος διαμορφωμένης συχνότητας. Η αποδιαμόρφωση συχνότητας είναι σημαντική για την ανάκτηση του φέροντος σήματος μετά τη λήψη, το φιλτράρισμα και την ενίσχυση του σήματος.

Τα κυκλώματα αποδιαμορφωτή FM βρίσκονται σε δέκτες FM, οι οποίοι περιλαμβάνουν δέκτες εκπομπής και αμφίδρομα ραδιόφωνα που μπορούν να βρεθούν σε συσκευές όπως τα ραδιόφωνα ή οποιονδήποτε δέκτη που χρησιμοποιεί διαμόρφωση συχνότητας. Αυτή η συχνότητα θα ποικίλλει ανάλογα με την τιμή του σήματος της ζώνης βάσης.

Προϋποθέσεις διαμόρφωσης συχνότητας 

Υπάρχουν μερικά πράγματα που απαιτούνται για τη διαμόρφωση.

Πρώτον, οι πομποί στο σύστημα θα πρέπει να πληρούν τις ακόλουθες απαιτήσεις διαμόρφωσης: 

• Εάν η εκπομπή πλευρικής ζώνης διπλασιαστεί, θα πρέπει να διατηρήσετε τη διαμόρφωση κορυφής μεταξύ 75 και 100 τοις εκατό.
• Όταν όμως το σύστημα χρησιμοποιεί τη διαμόρφωση φάσης στις ζώνες 156 – 162 MHz, θα πρέπει να διατηρήσετε τη ζώνη έως και 75 και 100 τοις εκατό.
• Εάν υπάρχει μία μόνο πλευρική ζώνη, η επάνω πλευρική ζώνη σας πρέπει να χρησιμοποιηθεί για μετάδοση. Αυτές οι πλευρικές ζώνες θα πρέπει να περιορίζουν την μέγιστη ισχύ του φακέλου στο επιτρεπόμενο λειτουργικό τους σύστημα.

Δεύτερον, απαιτείται περιοριστής διαμόρφωσης σε πομπούς ραδιοτηλεφώνου που χρησιμοποιούν εκπομπές A3E, F3E και G3E για να αποτραπεί οποιαδήποτε διαμόρφωση άνω του 100%. Οι πομποί Survival craft, οι πομποί που δεν απαιτούν άδεια και οι πομποί με ισχύ εξόδου μικρότερη από 3 Watt εξαιρούνται από αυτήν την απαίτηση.

Τρίτον, απαιτείται ένα φίλτρο χαμηλής διέλευσης ήχου σε πομπούς που λειτουργούν στις ζώνες 72,0-73,0 MHz και 75,4-76,0 MHz. Το φίλτρο πρέπει να εισαχθεί μεταξύ του περιοριστή διαμόρφωσης και της διαμορφωμένης βαθμίδας ραδιοσυχνοτήτων. Πρέπει να έχει εξασθένηση σε περισσότερο από 1 kHz κατά τουλάχιστον 40 log10 (f/3) dB σε συχνότητες μεταξύ 3 και 15 kHz, όπου το "f" είναι η συχνότητα σε kilohertz. Η εξασθένηση σε συχνότητες άνω των 15 kHz θα πρέπει να είναι σε περιορισμένα 28 dB πιο ουσιαστική από ό,τι στο 1 kHz.

Ποια είναι η εφαρμογή της διαμόρφωσης συχνότητας;

Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τη διαμόρφωση συχνότητας εάν η συχνότητα του ραδιοκυμάτων είναι ελαφρώς κακή ή χαμηλή ή λιγότερο ευάλωτη στο θόρυβο σε σύγκριση με το πλάτος. Η διαμόρφωση συχνότητας δημιουργήθηκε για να χρησιμοποιηθεί για το σκοπό αυτό. Είχε σκοπό να μειώσει τον θόρυβο, βελτιώνοντας έτσι την ποιότητα των ραδιοφωνικών λήψεων.

Η λήψη FM χαμηλού θορύβου χρησιμοποιείται σε πολλές τεχνολογίες επικοινωνίας, όπως εκπομπές ήχου υψηλής πιστότητας. Αυτές οι εκπομπές βασίζονται σε μεγάλο βαθμό στην αντοχή στον θόρυβο. Υπονοεί επίσης ότι οι αλλαγές στο σήμα και τα προβλήματα εξασθένησης λόγω κινητικότητας μειώνονται για φορητές ραδιοεπικοινωνίες ή φορητές ραδιοεπικοινωνίες λόγω της χρήσης αποδιαμορφωτών.

Πώς μπορείτε να ορίσετε τη διαμόρφωση συχνότητας μέσω μιας μαθηματικής εξίσωσης;

Μπορείτε να διακρίνετε τη διαμόρφωση συχνότητας ως την αναλογία της απόκλισης συχνότητας του φορέα διαιρούμενη με τη συχνότητα των σημάτων διαμόρφωσης.

Mf =δείκτης διαμόρφωσης FM =∆f / fm 

Ποιες είναι μερικές κατηγορίες διαμορφωτών FM;

Σύμφωνα με τις σημειώσεις του FM Modulators, υπάρχουν πολλά είδη ανιχνευτών και αποδιαμορφωτών FM διαθέσιμα σήμερα. Μεταξύ αυτών των τύπων, μερικά χρησιμοποιήθηκαν όταν τα ραδιόφωνα κατασκευάζονταν από διακριτές συσκευές. Οι ανιχνευτές και το τετράγωνο βάσει PLL,  που μερικές φορές ονομάζονται ανιχνευτές σύμπτωσης,  αντικατέστησαν αυτά τα συστήματα και χρησιμοποιούνται επί του παρόντος. Έχουν αντικατασταθεί επειδή είναι εύκολο να διασυνδεθούν σε ολοκληρωμένα κυκλώματα και χρειάζονται πολύ λίγες απαιτήσεις. Αυτό το στάδιο IF μπορεί να επεξεργαστεί με τρόπο που ο ενισχυτής IF οδηγείται σε περιορισμό και μπορεί να βελτιώσει τα προβλήματα παρεμβολής θορύβου του δέκτη FM. Η διαδικασία βοηθά στη μείωση ή την εξάλειψη των διακυμάνσεων του πλάτους που μπορεί να οδηγήσουν σε θόρυβο και επιτρέπει στη συχνότητα να περάσει.

Μπορείτε να βρείτε τους αποδιαμορφωτές συχνότητας σε δέκτες εκπομπής, φορητά ραδιόφωνα, αμφίδρομα ραδιόφωνα και άλλες εφαρμογές:

Ανίχνευση κλίσης

Ένας γενικός τρόπος χρήσης της αποδιαμόρφωσης FM είναι η ανίχνευση κλίσης. Η ανίχνευση κλίσης χρησιμοποιεί την επιλεκτικότητα των δεκτών για να παρέχει αποδιαμόρφωση. Δεν είναι πολύ χρήσιμο μακροπρόθεσμα. Αυτός ο τύπος αποδιαμορφωτή FM έχει πολλά μειονεκτήματα. Εάν η καμπύλη επιλεκτικότητας του ραδιοφώνου δεν είναι γραμμική, μπορεί να υπάρξει παραμόρφωση. Σημαίνει ότι ο δέκτης είναι πιο αντιδραστικός στις αλλαγές στο πλάτος μεταξύ άλλων.

Ανιχνευτής αναλογίας

Σε αυτόν τον ανιχνευτή, η αποδιαμόρφωση απαιτεί έναν ανιχνευτή αναλογίας που χρησιμοποιεί έναν μετασχηματιστή με τρίτη περιέλιξη που θα παράγει ένα επιπλέον σήμα μετατόπισης φάσης.

Foster Seeley FM

Ο Foster Seeley FM ήταν ο κύριος ανταγωνιστής έναντι των αποδιαμορφωτών FM στα ραδιόφωνα, όταν άρχισαν να χρησιμοποιούν διακριτά εξαρτήματα. Από πολλές απόψεις, ο αποδιαμορφωτής Foster Seeley FM και ο ανιχνευτής αναλογίας είναι εξαιρετικά παρόμοιοι. Αλλά αυτός ο τύπος δεν χρησιμοποίησε καμία περιέλιξη στον μετασχηματιστή, αντίθετα, χρησιμοποίησαν ξεχωριστό τσοκ.

Αποδιαμορφωτής με βρόχο κλειδώματος φάσης

Ένας βρόχος κλειδώματος φάσης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αποδιαμόρφωση FM. Αυτός ο ανιχνευτής FM έχει εξαιρετική απόδοση και απαιτεί λίγες αλλαγές και τροποποιήσεις στην κατασκευή. Ο αποδιαμορφωτής PLL FM έχει επίσης το πλεονέκτημα καθώς μπορεί εύκολα να ενσωματωθεί σε ένα κύκλωμα. Αυτός ο αποδιαμορφωτής σας επιτρέπει να προσθέσετε ένα ολόκληρο τσιπ δέκτη.

Συμπέρασμα 

Σε αυτό το άρθρο, μάθαμε για τη διαμόρφωση συχνότητας ή FM. Η διαμόρφωση συχνότητας χρησιμοποιείται σε πολλές εφαρμογές όπως οι επικοινωνίες και οι σταθμοί εκπομπής. Η διαμόρφωση συχνότητας είναι η διαδικασία κωδικοποίησης πληροφοριών σε ένα φέρον κύμα τροποποιώντας ένα φέρον κύμα αλλάζοντας τη στιγμιαία συχνότητα των κυμάτων.