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주파수 변조, FM 변조 지수 및 편차 비율

 주파수 변조, FM 변조 지수 및 편차 비율


주파수 변조 신호의 두 가지 주요 매개 변수는 변조 지수와 편차 비율입니다. 주파수 변조 신호와 그 특성을 볼 때 널리 사용됩니다.

이 두 매개 변수는 주어진 FM 신호의 기본 특성 중 일부를 설명합니다. 변조 지수는 효과적으로 변조 수준을 측정하고 편차 비율은 변조 주파수에 대한 편차 측정입니다.

이 두 수치는 무선 통신 시스템 및 방송 송신기 등을 계획하고 설계 할 때 중요합니다. 주파수 변조 신호의 일부 기본 매개 변수를 정의하여 신호에 필요한 측 파대 레벨과 대역폭에 영향을줍니다.

대형 FM 방송 송신기부터 소형 양방향 라디오 또는 워키 토키까지 모든 것에 중요합니다.

주파수 변조 지수

주파수 변조 지수는 AM의 변조 지수와 동일하지만 분명히 FM과 관련이 있습니다. 두 변조 형태의 차이를 고려하여 FM 변조 지수는 다른 방식으로 측정됩니다.

FM 변조 지수는 변조 주파수에 대한 주파수 편차의 비율과 같습니다.

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변조 지수의 공식과 정의에서 반송파 주파수를 포함하는 용어가 없음을 알 수 있으며 이는 반송파 주파수와 완전히 독립적임을 의미합니다.

FM 변조 지수의 예를 들어, 신호의 편차가 ± 5kHz이고 변조 주파수가 1kHz 인 예를 들어 보면이 특정 인스턴스의 변조 지수는 5/1 = 5입니다.

마찬가지로 편차가 ± 10kHz이고 변조 주파수가 skHz이면 편차 비율도 5입니다.

일반 오디오에는 오디오 사운드에 포함 된 다양한 주파수가 있기 때문에 편차 비율은 일반적으로 최대 오디오 주파수와 최대 편차를 사용하여 계산됩니다. 이 수치는 신호의 대역폭 및 기타 특성을 결정하는 데 사용됩니다.

FM 편차 비율

변조 지수의 문제점 중 하나는 편차 및 변조 주파수의 순간 값에 따라 달라진다는 것입니다.

일반적인 오디오 전송에서는 주파수 편차와 변조 주파수가 모두 달라집니다. 주파수 편차는 그 순간의 오디오 레벨에 따라 달라집니다. 또한 일반 오디오는 음성이나 음악 등을 제공하는 다양한 주파수로 구성되므로 변조 주파수가 달라집니다.

많은 응용 분야에서 최대 허용 값에 ​​대한 수치를 갖는 것이 더 유용합니다.

따라서 FM 편차 비율은 최고 오디오 변조 주파수에 대한 최대 반송파 주파수 편차의 비율로 정의 할 수 있습니다.

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FM 편차 비율의 일반적인 예는 일반적인 FM 방송국의 수치를 보면 알 수 있습니다. 이들 방송국의 경우 최대 주파수 편차는 ± 75kHz이고 변조를위한 최대 오디오 주파수는 15kHz입니다.

위의 공식을 사용하면 편차 비율이 75/15 = 5임을 의미합니다.

FM 대역폭 및 변조 지수.

주파수 변조는 다양한 응용 분야에서 사용됩니다. 서로 다른 응용 프로그램에서 서로 다른 수준의 편차가 사용됩니다. 방송 FM 전송의 목적은 고품질 오디오를 전송할 수 있고 이러한 높은 수준의 편차를 달성하기 위해 사용되며 대역폭이 넓습니다. 통신 목적의 경우 품질은 문제가 아니지만 대역폭이 더 중요합니다. 따라서 편차 수준이 적고 대역폭이 훨씬 더 작습니다.

FM 신호의 대역폭은 정보를 올바르게 전달할 수있을만큼 충분히 넓고 많은 스펙트럼을 차지하지 않아야하기 때문에 특히 중요합니다. 대역폭이 너무 넓 으면 필요한 채널 외부로 확산되어 다른 채널의 다른 사용자와 간섭을 일으킬 수 있습니다.

더 많은 무선 및 일반 무선 애플리케이션이 증가함에 따라 (단거리 무선 통신에서 기존 음성 양방향 무선 통신, 데이터 링크 등에 이르기까지 모든 것이) 스펙트럼 사용이 증가함에 따라 주파수 스펙트럼을 관리하고 전송이 할당 된 대역폭 내에서 유지되도록해야합니다. 더 중요해집니다.

주파수 변조 신호에는 두 가지 주요 분류가 있으며 변조 지수 및 편차 비율과 관련 될 수 있습니다.

  • 광대역 FM : 광대역 FM은 FM 변조 지수가 약 0.5 이상인 신호에 일반적으로 사용됩니다. 이러한 신호의 경우 처음 두 항을 초과하는 측 파대는 중요하지 않습니다. 방송 FM 방송국은 광대역 FM을 사용하여 고품질 오디오뿐만 아니라 스테레오와 같은 기타 시설 및 RDS 등의 기타 시설을 전송할 수 있습니다.

    광대역 FM의 넓은 대역폭은 넓은 주파수 응답과 낮은 잡음 레벨을 결합하여 고품질 방송 전송을 가능하게합니다. 신호가 충분히 강하면 오디오 신호 대 잡음비가 매우 좋습니다.

    때로는 고 충실도 FM 튜너가 최적의 충실도와 성능을 보장하기 위해 강력한 신호에 광대역 필터를 사용할 수 있습니다. 여기서 강한 신호의 조용한 효과는 광대역 수신 및 전체 오디오 대역폭을 허용합니다. 강도가 낮은 신호의 경우 노이즈 레벨을 줄이기 위해 더 좁은 필터로 전환 할 수 있지만 이로 인해 오디오 대역폭이 감소됩니다. 그러나 균형 적으로 더 좁은 대역폭은 수신 신호가 낮을 때 더 좋은 사운드를 제공합니다.

  • 협 대역 FM : 협 대역 FM, NBFM은 편차가 충분히 작아 Bessel 함수의 항이 작고 주 측 파대가 ± 변조 주파수에서 나타나는 신호에 사용됩니다. 멀리 떨어진 측 파대는 무시할 수 있습니다.

    NBFM의 경우 0.2 수치가 자주 사용되지만 FM 변조 지수는 0.5 미만이어야합니다. NBFM의 경우 오디오 또는 데이터 대역폭은 작지만 이러한 유형의 통신에는 허용됩니다.

    협 대역 FM은 양방향 무선 통신에 널리 사용됩니다. 디지털 기술이 점령하고 있지만 NBFM은 여전히 ​​널리 사용되고 있으며 매우 효과적입니다. 많은 양방향 무전기 또는 무전기는 NBFM을 사용하며, 특히 PMR446 및 FRS 무선 통신 시스템과 같은 무면허 표준을 준수하는 제품입니다.

    NBFM은 저비용 무선 통신 시스템, 특히 최소한의 회로망으로 구현할 수 있고 대부분이 저비용이기 때문에 소형 무전기를 사용하는 시스템에 이상적입니다. 디지털 기술이 훨씬 저렴 해지고 있지만 협 대역 FM은 여전히 ​​매우 비용 효율적입니다.

    이러한 소형 무전기 또는 무선 통신을 제공하는 기타 송신기 수신기는 일반적으로 오디오 대역폭이 제한되어 있습니다. 이것은 높은 충실도가 필요하지 않기 때문에 무선 통신 시스템에서 정상입니다. 제한된 RF 대역폭과 함께 최대 명료도가 필요합니다. 제한된 오디오 대역폭은 변조 지수를 줄이는 데 도움이되므로 전송이 차지하는 대역폭이 줄어 듭니다.

종종 변조 지수 측면에서 협 대역 FM과 광대역 FM의 차이는 다소 임의적입니다. 그러나 대부분의 FM 신호는 높은 충실도를위한 광대역이거나 대역폭 제한이 중요한 무선 통신의 경우 협 대역입니다. 일반적으로 그 사이에는 거의 없습니다.

변조 지수와 편차 비율은 모두 방송 및 무선 통신 시스템 설계에서 중요한 위치를 차지합니다. 수치는 변조 수준을 정의하므로 주파수 변조 신호의 많은 속성이 정의됩니다. 따라서 FM을 사용할 때 중요합니다.

비디오보기: 050154 신호변환방식 펄스코드변조 (십일월 2020).