Modulacja częstotliwości cz.1

Modulacja częstotliwości (FM) polega na zmianie częstotliwości przebiegu nośnego
sygnałem modulującym.

Chwilowe zmiany częstotliwości przebiegu zmodulowanego są opisywane funkcją

gdzie k

f

jest współczynnikiem proporcjonalności. Wielkość k

f

U

m

= f, określająca

maksymalną wartość odchylenia częstotliwości chwilowej, czyli amplitudę zmian
częstotliwości przebiegu zmodulowanego od częstotliwości f

N

przebiegu nośnego, jest

nazywana dewiacją częstotliwości. Jest ona proporcjonalna do amplitudy sygnału
modulującego. Na podstawie funkcji opisującej chwilowe zmiany częstotliwości przebiegu
zmodulowanego można otrzymać wyrażenie na wartość chwilową napięcia zmodulowanego

Click here to buy

A

B

B

Y

Y

PD

F Transfo

rm

er

2

.0

w

w

w .A

B B Y Y.

c o

m

Click here to buy

A

B

B

Y

Y

PD

F Transfo

rm

er

2

.0

w

w

w .A

B B Y Y.

c o

m

gdzie wielkość

Stosunek dewiacji do częstotliwości sygnału modulującego nazywany jest wskaźnikiem
dewiacji lub współczynnikiem modulacji częstotliwości. Od jego Wartości zależy rozkład
widma częstotliwości przebiegu zmodulowanego. Widmo to jest bowiem bardziej złożone niż
dla przebiegu zmodulowanego amplitudowo. Teoretycznie zawiera nieskończenie wiele
prążków o częstotliwościach f

N

-nf

m

i f

N

+nf

m

, gdzie n=1,2,..., rozmieszczonych symetrycznie

względem przebiegu nośnego f

N

. Amplitudy poszczególnych prążków, proporcjonalne do U

N

,

są określone funkcjami Bessela o wartościach zależnych od m

f

i n.

Click here to buy

A

B

B

Y

Y

PD

F Transfo

rm

er

2

.0

w

w

w .A

B B Y Y.

c o

m

Click here to buy

A

B

B

Y

Y

PD

F Transfo

rm

er

2

.0

w

w

w .A

B B Y Y.

c o

m

Ponieważ jednak funkcje Bessela dla n większego lub równego m

f

+1 przyjmują pomijalnie

małe wartości, więc praktycznie w widmie sygnału zmodulowanego prążki boczne wyższych
harmonicznych sygnału modulującego mogą być pominięte, bowiem przenoszą znikomo małą
energię. Dlatego też przyjmuje się, że przebieg zmodulowany częstotliwościowe zajmuje
pasmo częstotliwości

Jest ono znacznie szersze od pasma zajmowanego przez przebieg zmodulowany amplitudowo,

Click here to buy

A

B

B

Y

Y

PD

F Transfo

rm

er

2

.0

w

w

w .A

B B Y Y.

c o

m

Click here to buy

A

B

B

Y

Y

PD

F Transfo

rm

er

2

.0

w

w

w .A

B B Y Y.

c o

m

gdyż na ogół f>f

m

(czyli m

f

>1). Ponadto szerokość tego pasma zależy głównie od dewiacji

f, a więc od amplitudy sygnału modulującego

Ponieważ w radiofonii ultrakrótkofalowej przyjmuje się maksymalną wartość dewiacji f

max

= 75kHz, to przy maksymalnej wartości sygnału modulującego f

m max

= 15kHz pasmo

częstotliwości zajmowane przez sygnał zmodulowany wynosi 180kHz. Wymagana dla tego
rodzaju modulacji duża szerokość pasma jest jej wadą. Do zalet modulacji częstotliwości
zalicza się:

·

małą wrażliwość przebiegu zmodulowanego na zakłócenia i możliwość
przekazywania większej dynamiki sygnału modulującego (wynika to z możliwej do
uzyskania dużej wartości wskaźnika modulacji - praktycznie od 5 do 1500);

·

stałą amplitudę przebiegu zmodulowanego, a więc stałą moc wymaganą do jej emisji.

Click here to buy

A

B

B

Y

Y

PD

F Transfo

rm

er

2

.0

w

w

w .A

B B Y Y.

c o

m

Click here to buy

A

B

B

Y

Y

PD

F Transfo

rm

er

2

.0

w

w

w .A

B B Y Y.

c o

m