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Fréquence modulada

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Un signal moduladora (la première) peut se transmettre modulada en AM (la deuxième) ou FM (la troisième), entre autrui.

En des télécommunications, la fréquence modulada (FM) ou modulation de fréquence est une modulation angulaire qui transmet information à travers une onde porteuse en variant sa fréquence (en contrastant cette avec la ampleur modulada ou modulation d'ampleur (AM), dans où la ampleur de l'onde est variée alors que sa fréquence se maintient soutenue). En des applications analogiques, la fréquence instantanée du signal modulada est proportionnel à la valeur instantanée du signal moduladora. Je dates digitaux ils peuvent être envoyés par le déplacement de l'onde de fréquence entre un ensemble de valeurs discrètes, une modulation connue comme FSK.

La fréquence modulada est usée comúnmente en les radiofrecuencias de très grande fréquence par la grande fidélité de la radiodifusión de la musique et le parle (voyez-vous Radio FM). Le son de la télévision analogique aussi est diffusé par l'intermédiaire de FM. Un formulaire de bande étroite s'utilise pour des communications de voix dans la radio commerciale et dans les configurations de supporters. Le type usé en la radiodifusión FM est généralement appelé ample-FM ou W-FM (de la sigles en anglais "Wide-FM"). Dans la radio de deux voies, la bande étroite ou N-FM (de la sigles en anglais "Narrow-FM") il est utilisée pour épargner bande étroite. En plus, il s'utilise pour envoyer signaux à l'espace.

La fréquence modulada aussi s'utilise dans les fréquences tu interviens de la plupart des systèmes de vidéo analogique, en comprenant VHS, pour enregistrer la luminancia (blanc et noir) du signal de video. La fréquence modulada est l'unique méthode faisable pour l'enregistrement de video et pour récupérer du ruban magnétique sans la distorsión extrême, comme les signaux de vidéo avec une grande variété de composants de fréquence - de quelques peu de hercios à divers megahercios, en étant aussi trop ample pour travailler avec equalisers avec la dette au bruit électronique en dessous de -60 dB. La FM aussi maintient le ruban dans le niveau de saturation, et, par tellement, agit comme une forme de réduction de bruit de l'audio, et un simple correcteur peut masquer des variations dans la sortie de la reproduction, et qu'il la capture de l'effet de FM élimine à travers impression et pre-écho. Un pilote de ton continu, si s'ajoute au signal - que s'a fait en V2000 ou video 2000 et beaucoup de formats de grande bande - peut maintenir le tremblement mécanicien bas contrôle et aider au temps de correction.

Dedans des avances les plus importantes que se présentent dans les communications, le mejoramiento d'un système de transmission et réception en caractéristiques comme la relation signal – bruit, sans doute est un des plus importants, donc il permet une majeure sécurité en les mêmes. Il est ainsi que le pas de Modulation en Ampleur (À.M.), À la Modulation en Fréquence (F.M.), Il établit une importante avance ne seulement en le mejoramiento que présente la relation signal bruit, mais aussi dans la majeure résistance à l'effet du desvanecimiento et à l'interférence, tellement communes en À.M.

La fréquence modulada aussi s'utilise dans les fréquences d'audio pour synthétiser son. Il est technique, connue comme synthèse FM, a été popularizada à des principes des sintetizadorest digitaux et il s'a converti en une caractéristique standard pour diverse générations de cartes de son de computadoras personnels.

Sommaire

Applications en radio

Dedans des applications de F.M. Il se trouve la radio, dans où les récepteurs emploient un détecteur de FM et exhibent un phénomène appelé effet de capture, dans où le sintonizador est capable de recevoir le signal le plus fort desquelles ils transmettent dans la même fréquence. Pourtant, la faute de baccalauréat par les déviations de fréquence cause qu'un signal soit repentinamente prise par une autre d'une chaîne adjacente. Autrui des caractéristiques que présente F.M., Il est la pouvoir transmettre des signaux estereofónicas, et entre autres de ses applications se trouvent la télévision, comme sub-porteuse de son; en des microphones sans-fils; et comme aide en navigation aérienne.

Un exemple de modulation de fréquence. Le diagrama supérieur montre le signal moduladora superposées à l'onde porteuse. Le diagrama inférieur montre le signal modulada résultant.

Edwin Armstrong a présenté son étude: "Un Méthode de réduction de Gênes dans la Radio Moyennant un Système de Modulation de Fréquence", qu'il a décrit par première fois à la FM, avant que la section new-yorkaise du Institut d'Ingénieurs de Radio le 6 novembre 1935. L'étude a été publiée en 1936.[1]

La FM d'onde longue (W-FM) requiert un majeur large de bande que la modulation d'ampleur pour un signal moduladora équivalent, mais à son tour fait au signal le plus résistant au bruit et la interférence. La modulation de fréquence est aussi plus résistante au phénomène du desvanecimiento, très commun en l'AM. Par ces raisons, la FM a été choisie comme le standard pour la transmission de radio de grande fidélité, en résultant dans le terme "Radio FM" (bien que par beaucoup d'ans la BBC il l'a appelé "Radio VHF", puisque la radiodifusión en FM use une part importante de la bande VHF).

Les récepteurs de radio FM emploient un détecteur pour des signaux FM et exhibent un phénomène appelé effet de capture, où le sintonizador est capable de recevoir le signal le plus fort desquelles ils transmettent dans la même fréquence. Pourtant, la déviation de fréquence ou faute de baccalauréat peut causer qu'une gare ou signal soit repentinamente prise par une autre dans une chaîne adjacente. La déviation de fréquence a généralement constitué un problème en récepteurs vieux ou bon marchés, alors que le baccalauréat inadecuada peut affecter à n'importe quel appareil.

Un signal FM aussi peut être usée pour véhiculer un signal estereofónica (voyez FM estéreo) Cependant, ceci se fait moyennant l'usage de multiplexación et demultiplexación avant et après le procès de la FM. Il se compose un signal moduladora (en bande basez) avec la somme des deux chaînes (gauche et droit), et s'añande un ton pilote à 19 kHz. Se modula à suite un signal différencie de les deux chaînes à 38 kHz en double bande latérale, et se lui ajoute à la moduladora antérieure. il de cette manière se réussit compatibilité avec des récepteurs anciens que ne soyez pas estereofónicos, et puis l'implémentation du demodulador est très simple.

Une amplification de conmutación de fréquences radiales de grande efficacité peut être usée pour transmettre signaux FM (et autres signaux d'ampleur soutenue). Pour une force de signal donné (mesure dans l'antenne du récepteur), les amplificadores de conmutación utilisent moins puissance et ils coûtent moins que un amplificador linéaire. Ceci lui donne à la FM un autre avantage sur autres schémas de modulation que requièrent amplificadores linéaires, comme l'AM et la QAM.

Autres applications

La modulation de fréquence il trouve application en grande quantité de systèmes de communication. Il écarte de la FM de radiodifusión, entre 88 et 108 MHz, l'écart entre deux chaînes adjacentes est de 200 kHz et la déviation de fréquence Δf=75 kHz. La FM se vient en utilisant principalement dans les suivantes applications:

  • Télévision:
    • Subportadora de son: L'information de son modula en fréquence la subportadora de son, que postérieurement s'unit aux restantes composants du signal de TV pour modular en AM la porteuse de la chaîne correspondante et se filtre pour obtenir la bande latérale vestigial. Le son NICAM est digital et il ne suit pas ce procès.
    • SECAM: Le système de télévision en couleur SECAM modula l'information de couleur en FM.
  • Microphones sans-fils: En raison de la majeure insensibilité devant les interférences, les microphones sans-fils ils sont venus en utilisant la modulation de fréquence.
  • Aides à la navigation aérienne. Systèmes comme le DVOR (VOR Doppler), simulent une antenne giratoria que, par effet Doppler, modula en fréquence le signal transmis.

Technologie

Modulador de FM

La modulation d'une porteuse sur FM, bien que se peut réaliser de diverse formes, il résulte un problème délicat en raison de que ils se précisent deux caractéristiques contrapuestas: stabilité de fréquence et que le signal moduladora varie la fréquence. C'est pour cela que, la solution simple d'appliquer le signal moduladora à un oscilador contrôlé par tension (VCO) n'est pas satisfaisante.

  • Modulation de l'oscilador. En oscilador stable, contrôlé avec un vitre piezoeléctrico, s'ajoute un condensador variable avec le signal moduladora (varactor). Cela varie légèrement la fréquence de l'oscilador en fonction du signal moduladora. Comme l'excursion de fréquence que se réussit il n'a l'habitude de pas être suffisante, se porte le signal de sortie de l'oscilador à multiplicadores de fréquence pour obtenir la fréquence de radiodifusión choisie.
  • Moduladores De phase. Un modulador de FM se peut modelar exactement comme un modulador de PM avec un integrador à l'entrée du signal moduladora.
  • Modulador Avec PLL. Il est à nouveau le VCO, mais maintenant sa sortie se compare avec une fréquence de référence pour obtenir un signal d'erreur, de sorte que s'a une realimentación négative que minimise dite erreur. Le signal d'erreur se filtre pour qu'il soit insensible aux variations dedans du large de bande du signal moduladora, puisque ces variations sont celles qui modulan la sortie du VCO. Ce méthode s'est imposé avec l'arrivée des PLL intégrés puisqu'est passé d'être le plus complexe et coûteux à être très économique. Il présente autres avantages, comme est pouvoir changer de fréquence pour passer d'une chaîne à autrui et il maintient cohérentes toutes les fréquences du système...

Demodulador De FM

Aussi est plus complexe que le de AM. Ils s'utilisent surtout deux méthodes:

  • Discrimidador réactive. Il se base sur porter le signal de FM à une reactancia, normalement bobinas couplées, de sorte que son impedancia variez avec la fréquence. Le signal de sortie apparaît, alors, modulada en ampleur et se détecte avec un détecteur d'envolvente. Ils existaient vávulas spécifiques pour cette tâche, consistantes dans un double-diodo-triodo. Les deux diodos forment le détecteur d'envolvente et le triodo amplifie le signal, en améliorant la relation signal/bruit.
  • Détecteur avec PLL. Le signal du PLL fournit le signal demodulada. Ils existent beaucoup de variations selon l'application, mais ces détecteurs ils ont l'habitude d'être en des circuits intégrés que, en plus, contiennent les amplificadores de RF et fréquence intervient. Quelqu'uns sont une radio de FM complète (TDA7000).

Équation Caractéristique

F_{fm}= \cos[w_ct + {\alpha}+ k_f \int f_{(t)} dt]

Large de bande

Au contraire que dans le cas d'Ampleur Modulada, que se concentre sur la fréquence porteuse et deux bandes latérales, le large de bande d'un signal de FM s'étend indéfiniment, en s'annulant seulement dans certaines valeurs de fréquence discrets. Lorsque le signal moduladora est une sinusoide le spectre de puissance qui s'a est discret et symétrique en ce qui concerne la fréquence de la porteuse, la contribution de chaque fréquence au spectre du signal modulada doit voir avec les fonctions de Bessel de première espèce Jn.

À travers la règle de Carson est possible déterminer le large de bande que se requiert pour transmettre un signal modulada en FM (ou PM).

Références

  1. ↑ Modèle:Cite publication

Voyez-vous aussi

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