O FM ou Modulação de frequência está disponível aproximadamente desde a manhã ( Modulação de amplitude ), embora tenha apenas alguns problemas. O FM em si não teve nenhum problema, além de não podermos reconhecer o potencial do transmissor FM. No início de comunicação sem fio , foi medido que a largura de banda necessária era mais estreita e necessária para diminuir o ruído e também a interferência. Sob tal medida, a modulação de frequência foi sofrida enquanto AM aumentou. Depois disso, um engenheiro americano- “ Edwin Armstrong ”Finalizou a tentativa consciente de descobrir a intensidade dos transmissores FM. Edwin iniciou o projeto de usar FM para transmissão, o que não era favorável à tendência naquele momento.
O que é uma modulação de frequência?
O modulação de frequência pode ser definido como a frequência do sinal da portadora varia proporcionalmente à (de acordo com) a amplitude do sinal de modulação de entrada. A entrada é uma onda senoidal de tom único. A portadora e as formas de onda FM também são mostradas na figura a seguir.
Geração de modulação de frequência
A frequência de uma portadora (fc) aumentará conforme a amplitude do sinal de modulação (entrada) aumenta. A frequência da portadora será máxima (fc max) quando o sinal de entrada estiver em seu pico. A portadora desvia o máximo de seu valor normal . A frequência de uma portadora diminuirá conforme a amplitude do sinal de modulação (entrada) diminui. A frequência da portadora será mínima (fc min) quando o sinal de entrada estiver no nível mais baixo. A portadora desvia o mínimo de seu valor normal. A frequência da portadora estará em seu valor normal (funcionamento livre) fc quando o valor do sinal de entrada for 0V. Não há desvio na operadora. A figura mostra a frequência da onda FM quando a entrada está no máximo, 0 V e no mínimo.
Desvio de Freqüência
- A quantidade de mudança na frequência portadora produzida, pela amplitude do sinal de modulação de entrada, é chamada desvio de frequência .
- A frequência portadora oscila entre fmax e fmin conforme a entrada varia em sua amplitude.
- A diferença entre fmax e fc é conhecida como desvio de frequência. fd = fmax - fc
- Da mesma forma, a diferença entre fc e fmin também é conhecida como desvio de frequência. fd = fc –fmin
- É denotado por Δf. Portanto, Δf = fmax - fc = fc - fmin
- Portanto fd = fmax - fc = fc - fmin
Modulando a amplitude do sinal | Frequência da transportadora | Desvio |
0V | 100 MHz | Nil (frequência central) |
+2 V | 105 MHz | + 5 MHz |
| ─ 2 V | 95 MHz | - 5 MHz |
Freq deviation = 105 -100 = 5 MHz (ou) Freq deviation = 95-100 = -5 MHz
Modulação de frequência Equação
O Equação FM inclui o seguinte
v = A sen [wct + (Δf / fm) sen wmt]
= A sin [wct + mf sin wmt]
A = Amplitude do sinal FM. Δf = desvio de frequência
mf = Índice de modulação de FM
mf = ∆f / fm
mf é chamado de índice de modulação de modulação em frequência.
wm = 2π fm wc = 2π fc
O que é índice de modulação de modulação em frequência?
O índice de modulação de FM é definido como a razão entre o desvio de frequência da portadora e a frequência do sinal de modulação
mf = Índice de modulação de FM = ∆ f / fm
A largura de banda do sinal de modulação de frequência
Lembre-se, a largura de banda de um sinal complexo como FM é a diferença entre sua frequência mais alta e mais baixa componentes , e é expresso em Hertz (Hz). A largura de banda trata apenas de frequências. AM tem apenas duas bandas laterais (USB e LSB) e a largura de banda foi de 2 fm.
No FM não é tão simples. O espectro do sinal FM é bastante complexo e terá um número infinito de bandas laterais, conforme mostrado na figura . Esta figura dá uma ideia de como o espectro se expande conforme o índice de modulação aumenta. As bandas laterais são separadas da portadora por fc ± fm, fc ± 2fm, fc ± 3fm e assim por diante.
Largura de banda do sinal FM
Apenas as primeiras bandas laterais conterão a maior parte de o poder (98% da potência total) e, portanto, apenas essas poucas bandas são consideradas bandas laterais significativas.
Como regra prática, muitas vezes denominada como Regra de Carson, 98% da potência do sinal em FM está contida em uma largura de banda igual à frequência de desvio, mais a frequência de modulação dobrada.
Regra de Carson : Largura de banda de FM BWFM = 2 [Δf + fm] .
= 2 fm [mf + 1]
FM é conhecido como Constant Bandwidth System. Porque?
A modulação de frequência é conhecida como um sistema de largura de banda constante e um exemplo deste sistema é dado abaixo.
- Δf = 75 KHz fm = 500 Hz BWFM = 2 [75 + (500/1000)] KHz = 151,0 KHz
- Δf = 75 KHz fm = 5000 Hz BWFM = 2 [75 + (5000/1000)] KHz = 160,0 KHz
- Δf = 75 KHz fm = 10000 Hz BWFM = 2 [75 + (10000/1000)] KHz = 170,0 KHz
- Embora a frequência de modulação tenha aumentado 20 vezes (50 Hz a 5000 Hz), o desvio aumentou apenas marginalmente (151 KHz a 170 KHz). Portanto, FM é conhecido como sistema de largura de banda constante.
- FM comercial (Regra de Carson.)
- Desvio de frequência máxima = 75 KHz
- Freq modulante máxima = 15 KHz
- BWFM = 2 [75 + 15] = 180,0 KHz
Diferença entre AM e FM
O principal diferença entre AM e FM inclui o seguinte.
- Equação para FM: V = A sin [wct + Δf / fm sin wmt] = A sin [wct + mf sin wmt]
- Equação para AM = Vc (1 + m sin ωmt) sin ωct onde m é dado por m = Vm / Vc
- Em FM, a modulação O índice pode ter qualquer valor maior que 1 ou menor que um
- Em AM, o índice de modulação estará entre 0 e 1
- Em FM, a amplitude da portadora é constante.
- Portanto, a potência transmitida é constante.
- A potência transmitida não depende do índice de modulação
- Potência transmitida depende do índice de modulação
- PTotal = Pc [1+ (m2 / 2)]
- O número de bandas laterais significativas em FM é grande.
- Apenas duas bandas laterais em AM
- PARA largura de banda de FM depende do índice de modulação de FM
- A largura de banda não depende do índice de modulação de AM. Sempre 2 bandas laterais. BW de AM é 2 fm
- FM tem melhor imunidade a ruído. FM é robusto / robusto contra ruído. A qualidade do FM será boa mesmo na presença de ruído.
- Em AM, a qualidade é seriamente afetada pelo ruído
- A largura de banda exigida pelo FM é bastante alta. Largura de banda do FM = 2 [Δf + fm].
- A largura de banda exigida pelo AM é menor (2 fm)
- Circuitos para transmissor FM e o receptor são muito complexos e muito caros.
- Os circuitos para transmissor e receptor AM são simples e mais baratos
Portanto, isso é tudo sobre modulação de frequência . O aplicações de modulação de frequência incluir em Transmissão de rádio FM , radar, prospecção sísmica, telemetria e observação de bebês para apreensão por meio de EEG, síntese musical, sistemas de rádio bidirecionais, sistemas de gravação de fita magnética, sistemas de transmissão de vídeo, etc. A partir das informações acima, finalmente, podemos concluir que, em frequência a modulação, tanto as eficiências quanto a largura de banda, dependem do máximo do índice de modulação e da frequência de modulação. Em comparação com a modulação de amplitude, o sinal de modulação de frequência tem uma largura de banda maior, eficiência superior e imunidade aprimorada em relação ao ruído. O que são as diferentes tipos de técnicas de modulação no sistema de comunicação?
