周波数変調波のグラフ表示

通信システムは、個々の電気通信ネットワーク、伝送システム、従属局、中継局、および端末機器のグループであり、通常は相互接続と相互運用が可能で、統合された全体を形成します。

変調とは、メッセージ ソースから情報をエンコードして送信用に最適化するプロセスです。周波数変調は、波の瞬間的な周波数を変更することにより、キャリア波の情報をコーディングすることです。周波数変調技術は、コンピューティング、電気通信、および信号処理で一般的に使用されています。

周波数変調

周波数変調は、搬送波の周波数が変調信号の瞬時振幅、搬送波の位相、および振幅が一定に保たれるように変更される変調です。

搬送波の周波数を変調する目的は、短距離で情報を送信することです。

通信システムにおける周波数変調

通信システムでは 2 種類の周波数変調が使用されます。これらは、アナログ周波数変調とデジタル周波数変調です。

アナログ変調では、連続的に変化する正弦搬送波がデータ信号を変調します。搬送波を定義する重要な 3 つの特性は、周波数振幅と位相です。これらのプロパティは、AM、PM、および FM を作成するために使用されます。

デジタル変調はアナログ変調に似ており、周波数シフト キー、振幅シフト キー、またはフェイス シフト キーに分類されます。アナログ変調は AM、FM、短波放送に使用され、デジタル変調はバイナリ信号の伝送に使用されます。

周波数変調波のグラフ表示

• 2 つのウェーブがあります。最初の波は、情報を保持するメッセージ信号です。

• 第 2 波は、キャリア信号と呼ばれるデータのない信号です。

• これら 2 つの波の変調により、周波数変調波が形成されます。

• FM 変調波は、メッセージ信号の振幅に応じて周波数が上下するため、敏感です。

• 変更頻度はキロヘルツの形式で表されます。

周波数変調の表現

変調信号 (入力信号) は次のように表されます

i(t) =β.sin (2𝜋フィット)

キャリア信号は次のように表されます

c(t) =Ac cos(2𝜋fct)

Ac はキャリア信号の振幅を表し、fi と fc は対応する 2 つの波の周波数です。 .

変調波は次のように表されます

F(t) =Ac. cos [2𝜋fct + β.sin (2𝜋fit)]

また、β は周波数変調波の変調指数を表します。

FM変調指数

FM の変調指数は、変調信号周波数に対する最大搬送波周波数の比率として定義されます。

記号 β はそれを表します。

方程式は次のように与えられます

β =Δf/fi

FM帯域幅

データの歪みや損失なしにデータを運ぶために変調された特定の信号を通過させるために必要な周波数の全範囲として定義されます.

FM の定帯域幅システム

周波数変調は、次の理由により、システムでは一定の帯域と見なされます。

• 周波数変調波の振幅は常に一定です。

• 送信信号のパワーは、送信中ずっと一定です。

• 帯域幅は増加せず、変調周波数が増加しない限り一定のままです。

周波数変調器

FM 信号は、周波数変調器を介してさまざまな方法で生成されます。

周波数変調器にはさまざまな種類があります。

AM と FM の違い

• FM では、振幅は一定のままですが、AM フェーズでは周波数が一定のままです

• FM 変調信号は AM 変調信号よりも影響を受けます

• 変調指数は、FM では常に 1 より大きく、AM では 0 から 1 の範囲です

• FM 信号は、AM 信号に比べて干渉や歪みの影響を受けにくい

• 短距離では FM 信号が使用され、遠距離では AM 信号が優先されます

周波数変調の応用

周波数変調は、さまざまな分野で使用されています。

• 地震探査

• 磁気テープ録音

• レーダー送信

• ラジオ放送

• テレメトリー

• 音楽合成

• 脳波信号の観察

結論

周波数変調は、通信システムで重要な役割を果たします。周波数変調波の数学的表現は、サイン関数またはコサイン関数の引数に追加されたベースバンド信号の積分による式で構成される正弦波で構成されます。

変調指数は、ベースバンド値の変化に応じて周波数分割の感度を上げたり下げたりするために使用されます。

変調指数と、変調信号の周波数に対する変調信号の振幅の比率は、周波数変調スペクトルに影響します。