2277150711

W przypadku nadawania do odbiornika pełnego pasma akustycznego, dla którego f_max = 20 kHz, pasmo kanału radiofonicznego AM musiałoby mieć szerokość B = 2 • f™* = 40 kHz. W rzeczywistości, ze względu na ograniczoną pojemność kanałów radiowych zakresu AM, szerokość pasma kanału radiowego AM ogranicza się do 9 kHz. Takie ograniczenie pasma kanału radiofonicznego AM powoduje, że po demodulacji AM w odbiorniku otrzymuje się sygnały foniczne ograniczone w paśmie do 4,5 kHz = B : 2 = 9 kHz : 2 = 4,5 kHz), które pozwalają na dobre odtwarzanie audycji informacyjnych (mowy), natomiast audycje muzyczne są odtwarzane z gorszą jakością, gdyż ograniczenie częstotliwości sygnałów fonicznych do 4,5 kHz powoduje utratę tonów wysokich typowych dla tego rodzaju audycji. Mimo opisanej wady modulacji AM, jest ona powszechnie stosowana i cechuje się prostotą urządzeń nadawczo-odbiorczych.

W celu zapewnienia dużej jakości przenoszenia dźwięku, w radiofonii stosuje się systemy nadawczo-odbiorcze z modulacją częstotliwości. Jest to tzw. radiofonia FM.

Modulację FM (ang. Freąuency Modulation) stosuje się w zakresie fal ultrakrótkich, czyli w zakresie UKF. Modulacja częstotliwości polega na tym, że w takt zmian amplitudy sygnału modulującego m.cz. zmienia się chwilowa częstotliwość fali nośnej, a jej amplituda pozostaje stała. Informacja o sygnale modulującym jest zaw arta w zmianach częstotliwości sygnału nośnego w.cz. Ideę modulacji FM przedstawiono na rys. 8. Jak widać na rysunku 8, częstotliwość spoczynkowa f₀ sygnału nośnego w.cz. zmienia się pod wpływem zmian amplitudy sygnału modulującego o pewną wartość Jf₀, zwaną dewiacją częstotliwości. Wynika stąd, że informacja jest zakodowana w zmianach częstotliwości sygnału zmodulowanego. Wymaga się, aby zmiany częstotliwości fali nośnej zależały liniowo od zmian amplitudy sygnału modulującego, czyli dfi, = k • U_m, gdzie k jest współczynnikiem stałym, zależnym od konstrukcji modulatora FM.

Chwilowa częstotliwość sygnału zmodulowanego (w czasie modulacji) wynosi:

f = f₀±Af₀ = f₀±(k-U_m)

Jeśli sygnał modulujący nie występuje, to na wyjściu modulatora FM pojawia się sygnał nośny o częstotliwości spoczynkowej fo, gdyż wówczas zlfo=0 oraz f - f₀ + Af = f₀ + 0 = f₀. Teoretyczna charakterystyka robocza modulatora FM powinna mieć kształt, jak na rysunku 9.

a)    sygnał modulujący m.cz. (informacja) o przebiegu sinusoidalnym (tzw. fala modulująca) U|(t)=U_m- sin(f2t),

gdzie: U_m - maksymalna amplituda sy gnału modulującego,

O = 27if- pulsacja sygnału modulującego:

b)    sygnał nośny w.cz. nadajnika radiowego, tzw . fala nośna w.cz. o przebiegu sinusoidalnym U₂(t)=U₀ sin(ry₀ -t),

i pulsacji podstawowej (spoczynkowej) o)o= 27tf₀ - pulsacja fali nośnej, gdzie fo oznacza częstotliwość spoczynkową fali nośnej;

c) sygnał nośny w.cz. zmodulowany częstotliwościowo na wyjściu modulatora FM w nadajniku radiowym:

^U»_J(^t) = ^UG'^sin

»₀ t + -^p-sin(Q-t)

©-

Sygnał modulujący malej ¹ częstotliwości UJt)=U_m smlii II Sygnał nośny wysokiej czestotbwości UJt! = U₀ smtcoo tl (£,

Modulator częstotliwości l

—*©

Sygnał zmodulowały wysokiej częstotliwości

UJI-UoSula, l.^sUO i

Rys. 8. Przebiegi i schemat ideowy modulacji FM