تعديل التردد وتطبيقاته

FM أو تعديل التردد كان متاحًا تقريبًا منذ صباحًا ( تعديل السعة ) على الرغم من أنه يحتوي على بعض المشكلات فقط. FM نفسها لم يكن لديها مشكلة باستثناء أننا لم نتمكن من التعرف على إمكانات مرسل FM. في وقت سابق من اتصالات لاسلكية ، تم قياس أن عرض النطاق المطلوب كان أضيق ، وضروري لتقليل الضوضاء والتداخل. تحت هذا الإجراء ، عانى تعديل التردد بينما زاد AM. بعد ذلك مهندس أمريكي- ' ادوين ارمسترونج أنهى المحاولة الواعية لاكتشاف كثافة مرسلات FM. بدأ Edwin تصميم استخدام FM المخصص للإرسال والذي لم يكن لصالح الاتجاه في تلك اللحظة من الزمن.

ما هو تعديل التردد؟

ال تعديل التردد يمكن تعريفها بأن تردد إشارة الموجة الحاملة متغير يتناسب مع (وفقًا لـ) سعة إشارة تعديل الدخل. الإدخال عبارة عن موجة جيبية أحادية اللون. يظهر شكل الموجة الحاملة و FM في الشكل التالي أيضًا.

توليد تعديل التردد

سيزداد تردد الموجة الحاملة (fc) مع زيادة اتساع إشارة التشكيل (الدخل). سيكون تردد الموجة الحاملة أقصى (fc max) عندما تكون إشارة الدخل في ذروتها. ينحرف الناقل الأقصى عن قيمته العادية . سينخفض ​​تواتر الموجة الحاملة مع تناقص اتساع إشارة (الدخل) المعدلة. سيكون تردد الموجة الحاملة أدنى (fc min) عندما تكون إشارة الدخل في أدنى مستوياتها. ينحرف الناقل الأدنى عن قيمته العادية. سيكون تردد الموجة الحاملة بقيمته العادية (التشغيل الحر) fc عندما تكون قيمة إشارة الإدخال 0V. لا يوجد انحراف في الناقل. يوضح الشكل تردد موجة FM عندما يكون الإدخال عند الحد الأقصى 0V وعند الحد الأدنى.

انحراف التردد

• يتم استدعاء مقدار التغيير في تردد الموجة الحاملة الناتجة عن اتساع إشارة تعديل الدخل انحراف التردد .
• يتأرجح تردد الموجة الحاملة بين fmax و fmin حيث يتغير المدخل في اتساعه.
• يُعرف الفرق بين fmax و fc بانحراف التردد. fd = fmax - fc
• وبالمثل ، يُعرف الفرق بين fc و fmin أيضًا باسم انحراف التردد. fd = fc –fmin
• يتم الإشارة إليه بواسطة Δf. لذلك Δf = fmax - fc = fc - fmin
• لذلك fd = fmax - fc = fc - fmin

انحراف التردد = 105-100 = 5 ميجا هرتز (أو) انحراف التردد = 95-100 = -5 ميجا هرتز

تعديل التردد معادلة

ال معادلة FM تشمل ما يلي

v = A sin [wct + (f / fm) sin wmt]

= خطيئة [wct + mf sin wmt]

A = سعة إشارة FM. Δf = انحراف التردد

مف = مؤشر التحوير FM

mf = f / fm

مف يسمى مؤشر التشكيل لتشكيل التردد.

wm = 2π fm wc = 2π fc

ما هو مؤشر تعديل تعديل التردد؟

ال مؤشر تعديل FM تُعرَّف بأنها نسبة انحراف تردد الموجة الحاملة إلى تردد إشارة التشكيل

mf = مؤشر تعديل FM = ∆ f / fm

عرض النطاق الترددي لإشارة تعديل التردد

أذكر ، عرض النطاق الترددي لإشارة معقدة مثل FM هو الفرق بين أعلى وأقل تردد لها عناصر ، ويتم التعبير عنها بالهرتز (هرتز). عرض النطاق الترددي يتعامل مع الترددات فقط. يحتوي AM على نطاقي جانبي فقط (USB و LSB) وتم العثور على عرض النطاق الترددي ليكون 2 fm.

في FM ليس الأمر بهذه البساطة. طيف إشارة FM معقد للغاية وسيحتوي على عدد لا حصر له من النطاقات الجانبية كما هو موضح في الشكل . يعطي هذا الشكل فكرة عن كيفية توسع الطيف مع زيادة مؤشر التشكيل. يتم فصل النطاقات الجانبية عن الموجة الحاملة بواسطة fc ± fm و fc ± 2fm و fc ± 3fm وما إلى ذلك.

عرض النطاق الترددي لإشارة FM

ستحتوي النطاقات الجانبية القليلة الأولى فقط على الحصة الأكبر من القوة (98٪ من إجمالي الطاقة) ، وبالتالي فإن هذه النطاقات القليلة تعتبر نطاقات جانبية مهمة.

كقاعدة عامة ، غالبًا ما يطلق عليها قاعدة كارسون ، يتم احتواء 98 ٪ من قوة الإشارة في FM ضمن عرض نطاق يساوي تردد الانحراف ، بالإضافة إلى مضاعفة تردد التعديل.

حكم كارسون : عرض النطاق الترددي FM BWFM = 2 [f + fm] .

= 2 fm [مف + 1]

يُعرف FM باسم نظام النطاق الترددي الثابت. لماذا؟

يُعرف تعديل التردد باسم a نظام عرض النطاق الترددي الثابت وفيما يلي مثال على هذا النظام.

• Δf = 75 كيلو هرتز fm = 500 هرتز BWFM = 2 [75 + (500/1000)] كيلو هرتز = 151.0 كيلو هرتز
• Δf = 75 كيلو هرتز fm = 5000 هرتز BWFM = 2 [75 + (5000/1000)] كيلو هرتز = 160.0 كيلو هرتز
• Δf = 75 كيلو هرتز fm = 10000 هرتز BWFM = 2 [75 + (10000/1000)] كيلو هرتز = 170.0 كيلو هرتز
• على الرغم من زيادة التردد المعدل 20 مرة (50 هرتز إلى 5000 هرتز) ، إلا أن الانحراف زاد بشكل هامشي (151 كيلو هرتز إلى 170 كيلو هرتز). ومن ثم يُعرف FM بنظام عرض النطاق الترددي الثابت.
• FM التجارية (قاعدة كارسون.)
• أقصى انحراف تردد = 75 كيلو هرتز
• الحد الأقصى للتكرار المعدل = 15 كيلو هرتز
• BWFM = 2 [75 + 15] = 180.0 كيلوهرتز

الفرق بين AM و FM

الرئيسية الفرق بين AM و FM تشمل ما يلي.

• معادلة FM: V = A sin [wct + Δf / fm sin wmt] = A sin [wct + mf sin wmt]
• معادلة AM = Vc (1 + m sin ωmt) sin ct حيث تعطى m بواسطة m = Vm / Vc
• في FM ، التعديل يمكن أن يحتوي الفهرس على أي قيمة أكبر من 1 أو أقل من واحد
• في AM ، سيكون مؤشر التعديل بين 0 و 1
• في FM ، اتساع الموجة الحاملة ثابت.
• لذلك فإن القدرة المرسلة ثابتة.
• لا تعتمد القدرة المرسلة على مؤشر التعديل
• الطاقة المرسلة يعتمد على مؤشر التعديل
• PTotal = Pc [1+ (m2 / 2)]
• عدد النطاقات الجانبية المهمة في FM كبير.
• اثنين فقط من العصابات الجانبية في AM
• إلى عرض النطاق الترددي FM يعتمد على مؤشر التضمين FM
• لا يعتمد عرض النطاق الترددي على مؤشر تعديل AM. دائما 2 العصابات الجانبية. BW لـ AM هو 2 fm
• FM لديه مناعة أفضل ضد الضوضاء. FM متين / قوي ضد الضوضاء. ستكون جودة FM جيدة حتى في وجود ضوضاء.
• في AM ، تتأثر الجودة بشكل خطير بالضوضاء
• عرض النطاق الترددي الذي تتطلبه FM مرتفع للغاية. عرض نطاق FM = 2 [Δf + fm].
• عرض النطاق الترددي المطلوب من AM أقل (2 fm)
• دارات لمرسل FM وجهاز الاستقبال معقدان للغاية ومكلفان للغاية.
• دارات جهاز الإرسال والاستقبال AM بسيطة وأقل تكلفة

وبالتالي ، هذا كل شيء عن تعديل التردد . ال تطبيقات تعديل التردد مشمول في البث الإذاعي FM ، الرادار ، التنقيب عن الزلازل ، القياس عن بعد ، ومراقبة الأطفال من أجل الاستيلاء عليها من خلال EEG ، والتوليف الموسيقي ، وأنظمة الراديو ثنائية الاتجاه ، وأنظمة تسجيل الشريط المغناطيسي ، وأنظمة بث الفيديو ، وما إلى ذلك من المعلومات المذكورة أعلاه ، أخيرًا ، يمكننا أن نستنتج ذلك ، في التردد التشكيل ، تعتمد الكفاءات وكذلك عرض النطاق على الحد الأقصى لمؤشر التشكيل وتردد التشكيل. على النقيض من تعديل السعة ، فإن إشارة تعديل التردد لها نطاق ترددي أكبر ، وكفاءة عالية ، ومناعة محسنة تجاه الضوضاء. ما هي أنواع مختلفة من تقنيات التعديل في نظام الاتصال؟