Hoek- of fasemodulatie definiëren:
“Hoekmodulatie is een niet-lineair proces en de transmissiebandbreedte is meestal veel groter dan tweemaal de berichtbandbreedte. Vanwege de grotere bandbreedte biedt deze modulatie een verhoogde signaal-ruisverhouding zonder verhoogd uitgezonden vermogen. "
Kortom, hoek modulatie is onderverdeeld in twee categorieën, namelijk frequentiemodulatie en fasemodulatie.
Een belangrijk kenmerk van dit type is dat het beter kan classificeren in tegenstelling tot ruis en interferentiesignalen dan amplitudemodulatie. Deze uitvoeringsaanpassing wordt tot stand gebracht ten koste van een uitgebreide transmissiebandbreedte; dat wil zeggen, deze modulatie geeft ons een methode voor een verbeterde signaal-ruisverhouding.
Bovendien wordt deze verbetering in uitvoering van hoekmodulatie bereikt ten koste van complexe schakelingen in zowel het zender- als het ontvangergedeelte en niet mogelijk in Amplitude één.
Wiskundige uitdrukking van hoekmodulatie:
Laat θi(T) duiden de hoek aan van een gemoduleerde sinusvormige draaggolf op tijdstip t; Aangenomen wordt dat het een functie is van het informatiedragende signaal of berichtsignaal. Het resulterende hoekgemoduleerde signaal is,
s (t) = EENc omdat [θi(T)]
Waar Ac de draaggolfamplitude is, vindt een volledige oscillatie plaats elke keer dat de hoek i (t) wordt gewijzigd met de waarde van 2π radialen als i (t) toeneemt met de tijd, dan de gemiddelde freq in hertz, over een triviale intervallen van t naar t + ∆t.
Het hoekgemoduleerde signaal s (t) als een roterende fasor van lengte Ac en hoek i (t) respectievelijk. De hoeksnelheid van een dergelijke fasor is dθi (t) / dt, gemeten in radialen / sec. De engel i (t) wordt weergegeven voor een ongemoduleerd draaggolfsignaal,
θi (t) = 2πfct + kp m (t)
en de corresponderende phasor roteert met een constante hoeksnelheid gemeten in radialen / sec. Deze constante specificeert de hoek van de ongemoduleerde draaggolf gedurende die periode.
Er zijn verschillende methoden waarin de hoek i (t) kan worden gewijzigd op een manier tov het berichtsignaal.
Diagram van verschillende golfvormen van hoekmodulatie:
Frequentie modulatie:
"Frequentiemodulatie is een vorm van hoekmodulatie doordat de momentane freq van de draaggolf proportioneel wordt veranderd met de momentane amplitudevariatie van het modulerende signaal ”.
FM is een soort hoekmodulatie waarbij fi (t) lineair evenredig is met het berichtsignaal m (t) zoals hieronder uitgedrukt,
fi (t) = fc + kf m (t)
De constante waarde van fc gepresenteerd aan de frequentie van het ongemoduleerde draaggolfsignaal; de vaste kf die wordt aangeduid als de 'frequentiegevoeligheidsfactor' van de modulator, gemeten in hertz per volt aan de andere kant, m (t) is een spanningssignaalgolfvorm. Door tijd te integreren en het resultaat te vermenigvuldigen met een factor 2π, kunnen we schrijven
waar de 2nd term voor de toename of afname in de instant fase θi(T) vanwege het bericht m (t) een. Het frequentie-gemoduleerde signaal is bijgevolg,
Fasemodulatie:
Fase Modulatie is zo'n type hoekmodulatie waarin de momentane hoek θi (t) is lineair evenredig met het bericht 'm (t)' signaal zoals gepresenteerd door middel van,
θi(t) = 2πfct + kp m (t)
De term 2πfct verwijst naar de niet-gemoduleerde draaggolfhoek Øc ingesteld op '0' in de fasemodulatie. De vaste kp-waarde fasegevoeligheidsfactor van de modulator, gecommuniceerd in radialen / volt en m (t) is het spanningssignaal. In de fasemodulatie wordt het gemoduleerde signaal s (t) overeenkomstig weergegeven in de tijdruimte door,
s (t) = EENc want [2πfct + kp m (t)]
Laat zien dat FM en PM in wezen hetzelfde zijn:
Laat het dragersignaal = zijn Ac cos (2πf .)ct)
Laat het berichtsignaal = m (t)
Dus de uitdrukking van FM-signaal is =
Als de modulatiemethode nu fasemodulatie is. dan is de uitdrukking van het fasemodulatiesignaal
= Akoes [2πfct + mp . m (t)]
Waar, mp is een constante voor de fasemodulatie
Ook het fasemodulatiesignaal kan worden behandeld als een frequentiemodulatiesignaal waar het berichtsignaal is dm (t) / dt.
Dus in principe zijn frequentiemodulatie en fasemodulatie in principe hetzelfde.
Pre-nadruk en de-nadruk in FM:
Een willekeurig ongewenst signaal of ruis komt constant met een driehoekige spectrale verdeling in een frequentie Modulatietechniek, samen met de impact dat ruis optreedt bij de maximale frequentie van de basisband.
Dit kan worden gecompenseerd, tot een beperkte selectie, door de frequenties te verhogen voordat ze worden uitgezonden en ze te verlagen met een overeenkomstig ontvangernummer. Als we de hoge frequenties van de ontvanger verlagen, vermindert het bovendien de hoogfrequente ruis.
Deze praktijk van het verhogen en verlagen van deze frequenties worden respectievelijk pre-emphasis en de-emphasis genoemd. Meestal wordt een tijdconstante van 50 µs gebruikt.
De totale hoeveelheid pre-emphasis die kan worden uitgevoerd, wordt beperkt door het simpele feit dat veel soorten moderne geluidssignalen een hogere frequentie-energie bevatten in vergelijking met de muziekstijlen die aan het begin van FM-uitzendingen de overhand hadden.
Ze kunnen niet vooraf worden benadrukt, omdat dit een te grote afwijking kan veroorzaken. (systemen die moderner zijn in vergelijking met FM-uitzendingen maken vaak gebruik van ofwel geprogrammeerde afhankelijke variabele pre-emphasis.)
Wat is smalband FM (NBFM) en breedband FM (WBFM)?
De uitdrukking voor de FM-signalen wordt gegeven door
en vandaar de momentane frequentie ωi is gegeven door,
waar, kf = evenredigheidsconstante en kr . em (T) vertegenwoordigt de afwijking van de draaggolffrequentie van de rustwaarde ωc. Constante Kf regelt dus de frequentieafwijking. Als de Kf is klein, de frequentieafwijking is ook klein en het spectrum van het FM-signaal heeft een smalle band. Aan de andere kant, voor een hogere waarde van kf, we krijgen een breed frequentiespectrum dat overeenkomt met een breedband FM-behuizing.
SMALLE BAND FM:
De modulatie-index voor smalbandige FM is over het algemeen bijna één en dus voor dit geval de maximale afwijking δ << fm en de bandbreedte is
B = 2fm.
Deze bandbreedte is dezelfde als die ingenomen door AM-signaal. De smalband FM wordt gebruikt waarin begrijpelijke signalen voor communicatie moeten worden verzonden, zoals bij mobiele communicatie die wordt gebruikt door politie, ambulance enz.
BREDE BAND FM:
De modulatie-index voor breedband FM is groter dan één. De bandbreedte van een breedband FM-systeem wordt gegeven door,
B = 2 (δ + fm)
Voor breedband FM δ << fm en daarom B = 2δ
De bandbreedte van breedband FM is dus tweemaal de maximale frequentieafwijking. De breedband FM wordt gebruikt waar het doel is om high-fidelity-signalen te verzenden, zoals bij FM-uitzendingen en tv-geluid.
Voor meer artikel over modulatie en demodulatie klik hier
Hallo, ik ben Soumali Bhattacharya. Ik heb de master Elektronica gedaan.
Ik ben momenteel geïnvesteerd op het gebied van elektronica en communicatie.
Mijn artikelen zijn gericht op de belangrijkste gebieden van de kernelektronica in een zeer eenvoudige maar informatieve benadering.
Ik ben een levendige leerling en probeer mezelf op de hoogte te houden van de nieuwste technologieën op het gebied van elektronica.
Laten we verbinding maken via LinkedIn –