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频率调制

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重定しげさだこう調しらべしき
調しらべへん方式ほうしき
連續れんぞく調ちょうへん
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另見
調しらべへん · 线路码 · 调制かい调器 · ΔでるたΣしぐま調しらべへん · OFDM · FDM

調しらべしき英語えいごFrequency Modulation,缩写:FMいち种以载波てきまどか频率变化らい表示ひょうじしんいきてき调制方式ほうしき。(あずか此相对应てき调幅方式ほうしきとおる过载はばてき变化らい表示ひょうじしんいき,而其频率却保持ほじ变。)ざいかたぎ应用ちゅう,载波てき频率跟随输入信号しんごうてきはば直接ちょくせつなりとう比例ひれい变化。ざい数字すうじ应用领域,载波てき频率则根すえかずすえ序列じょれつてき值作离散とべ变,そくしょ谓的频率键控(FSK)。

调频わざ通常つうじょう运用ざい甚高频だんVHF无线电波だんじょうてき高保たかやすしんおと语音てき无线电广播普通ふつうてきかたぎ拟)电视てきおと频信ごう也是とおる过调频方しき传递。窄带形式けいしきてき调频广播(N-FM)きり于商业上てき声音こわねつう讯和业余无线电领域,广播ちゅう使用しようてき调频わざ术则一般称为宽带调频(W-FM)。

调频わざ术还よう于大多数たすうてきVCR包括ほうかつ家庭かてい视频けいVHSよう于记录视频信ごうてきあきらたびくろ和白わじろしんいき过是在中ざいちゅう频段使用しよう。调频よう于录取视频磁带时唯一不造成大的信号走样的调制技术,いん为视频信いきてきしょ包含ほうがんてき频谱范围很广,从几个赫兹いたじゅうちょう赫,どう均衡きんこう工作こうさく时很难将噪声しんいき保持ほじざい-60ぶん以下いか。调频方式ほうしき也使磁带处于饱和じょう态,おこりいたくだてき作用さようどう接收せっしゅうはしてき调频捕获こう基本きほんしょうじょりょうとおるしるし前回ぜんかいこえとう现象。如果ざい信号しんごうじょうじょう一个连续的导频音,就像ざいV2000以及许多Hi-band 格式かくしき上作じょうさくてき样,つくえ械抖动可以得いた有效ゆうこうてきひかえせい,从而ゆうじょ时基校正こうせいえいtimebase correction

调频わざ术还应用ざいおとてき合成ごうせいじょうそくしょ谓的调频合成ごうせいざい早期そうきてき数字すうじ合成ごうせいうえ应用很普遍ふへん,并成为几だい个人电脑こえてき标准とくせい

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わかよく傳送でんそう信號しんごうそくもとため 正弦せいげん载波为 ,其中 fc ためなみてきもと频,Ac 载波てき振幅しんぷく,调制はたもと带数すえ信号しんごうあずか载波结合おこりらいいたりょう传输信号しんごう

公式こうしきちゅう 荡器てき瞬時しゅんじしきりつ これ频偏えいfrequency deviation代表だいひょうざい一个方向上相对 fc てき最大さいだい频率へんうつりざい此我们假定かてい xm(t) てきはば值限于 ±1 これ间。

虽然信号しんごうてきだい部分ぶぶんのうりょう包含ほうがんざい fc ± fΔでるた なかただし以通过でんさとかのう分析ぶんせき证明ようせい表示ひょうじいち个FM信号しんごう需要じゅようさら宽的频率范围。实际FM信号しんごうてき频率谱具有ぐゆう无限延伸えんしんてき分量ぶんりょうただし它们てきはば度会わたらい减小,ざい实际设计问题中也ちゅうやつねゆるがせりゃくだか阶分りょう[1]

正弦せいげんもと带信ごう[编辑]

数学すうがくじょうもと带调せいてき信号しんごう以通过用频率 fm 正弦せいげんとうはば信号しんごうらい近似きんじ。这种方法ほうほう也被しょう为单おん调制。这样一个信号的积分是:

ざい这种じょう况下,y(t) てきひょう达式以简为:

其中调制正弦せいげん曲線きょくせんてき振幅しんぷく つう过峰值偏 らい表示ひょうじまいり频率へんうつりえいfrequency deviation)。

正弦せいげん信号しんごう调制てき正弦せいげん载波てき谐波分布ぶんぷ表示ひょうじあずか贝塞尔函すう;这是ざい频域ちゅう频率调制てき数学すうがく理解りかいてきもと础。

调制指数しすう[编辑]

如其调制けい统一样,调制指数しすう表示ひょうじ调制变量ざい调制水平すいへい附近ふきん变化てき范围。它与载波频率えいcarrier frequencyてき变化ゆう关:

其中 调制信号しんごう xm(t) 中出なかいで现的最高さいこう频率分量ぶんりょう,而 ほう值频へんそく瞬時しゅんじしきりつあい对于载波频率てき最大さいだい偏差へんさ。对于正弦せいげん调制,调制指数しすう视为载波频率てきみね值频へんあずか调制正弦せいげんてき频率これ

わか ,则该调制しょう窄带调频,而其带宽约为 ゆう时调せい指数しすう h<0.3 rad 认为窄带调频,いや则是宽带调频。

对于数字すうじ调制けい统,れい如在二进制频移键控(BFSK)ちゅうもちい二进制信号来调制载波,调制指数しすう为:

其中 符号ふごう周期しゅうき,而按あきら惯例 用作ようさく调制二进制波形的最高频率,つきかんさらじゅん确地らい说,它是调制进制波形はけい最高さいこうてきもとざい数字すうじ调制てきじょう况下,载波 かい传输。过,すえ调制信号しんごうてきげんじょう态是0ある1,かい传输 ある

卡森ほう[编辑]

一个经验法则,卡森ほう指出さしで几乎所有しょゆう(~98%)てき调频信号しんごうてきこうりつ处于带宽 うち

其中 中心ちゅうしん载波频率 いたまどか时频りつ まとほう值偏,而 为调せい信号しんごうちゅうてき最高さいこう频率。 卡森规则てき应用条件じょうけん仅仅是正ぜせいつる信号しんごう

无线电中てき应用[编辑]

一个频率调制的例子。 だい一个图表显示了一个叠加在载波信号上的调制信号。だい二个图表显示了最后得到的频率调制信号。

Edwin Armstrong于1935ねん11月6にちざい无线电工ほど学会がっかい纽约分部わけべ发表りょういちへんめい《一个通过频率调制系统降低无线电信号干扰的方法》页面そん档备份そん互联网档あんてき文章ぶんしょうだい一次描述了调频无线电。

宽带调频(W-FM)かず调幅しょうざいどう样的调制信号しんごう作用さよう,宽带调频需要じゅようさら宽的带宽。ただし这也使信号しんごう具有ぐゆうさら强的ごうてきこう噪声扰能りょく。调频还具有ぐゆう较强てきこう简单信号しんごう振幅しんぷくおとろえ减能りょく(simple signal amplitude fading phenomena)。よし此,调频选做だか频、高保たかやす无线电传输的调制标准。

调频接收せっしゅうつくえ固有こゆうてき一个现象叫做“获”,そく调谐のう够清晰地接收せっしゅういた两个どう频率广播电台ちゅうてき较强しゃしか而,ずい而来てき问题:频率漂移ある选择せい可能かのうかい导致一个电台或信号突然被另一个毗邻频道的压制。频率漂移ただ非常ひじょうろうしきてきあるかど价的接收せっしゅうつくえらい说是个问题,而选择性可能かのう所有しょゆう调谐带来りょうこま扰。

调频信号しんごう也能よう于搭载立体りったいごえ信号しんごうまいり调频立体りったいごえしか而,这是ざい频率调制过程ぜん和之かずゆききさきつう使用しようみち复用わざ术和みち复用わざ术来完成かんせいてき,而不さく为频りつ调制过程てきいち部分ぶぶん本文ほんぶんあまりてき部分ぶぶんはたゆるがせりゃく调频立体りったいごえちゅう使用しようてき立体りったいごえ复用みち复用过程,而是集中しゅうちゅうざい调频调制和解わかい调过ほど,这对立体りったいごえ单声どう处理过程いち样的。

实现[编辑]

调制[编辑]

使用しよう直接ちょくせつある间接てき频率调制产生调频信号しんごう

かい[编辑]

ゆう很多种调频波かい调电。恢复げん调制信号しんごうてき常用じょうよう方法ほうほうどおり浮士とく-せき鉴频えいFoster-Seeley discriminator锁相环以用さく调频信号しんごうかい调器。はすりつ检测つう过谐振频率りゃくほろへん离载てき调谐电路かい调FM信号しんごうずい频率てきじょうます下降かこう,调谐电路かい提供ていきょうはば变化てき响应,はたFM转变为AM。AM接收せっしゅうつくえどおり过这种方しき以监测到いち些FM传输,つきかん不能ふのう有效ゆうこうかいえいDetector (radio)FM广播。

まいり[编辑]

参考さんこう文献ぶんけん[编辑]

  1. ^ T.G. Thomas, S. C. Sekhar Communication Theory, Tata-McGraw Hill 2005, ISBN 0-07-059091-5 page 136
  2. ^ "Communication Systems" 4th Ed, Simon Haykin, 2001

延伸えんしん阅读[编辑]

  • A. Bruce Carlson. Communication Systems, 4th edition. McGraw-Hill Science/Engineering/Math. 2001. ISBN 0-07-011127-8, ISBN 978-0-07-011127-1.
  • Gary L. Frost. Early FM Radio: Incremental Technology in Twentieth-Century America. Baltimore: Johns Hopkins University Press, 2010. ISBN 0-8018-9440-9, ISBN 978-0-8018-9440-4.
  • Ken Seymour, AT&T Wireless (Mobility). Frequency Modulation, The Electronics Handbook, pp 1188-1200, 1st Edition, 1996. 2nd Edition, 2005 CRC Press, Inc., ISBN 0-8493-8345-5 (1st Edition).

外部がいぶ連結れんけつ[编辑]