متنوع

تعديل التردد ، مؤشر تعديل FM ونسبة الانحراف

 تعديل التردد ، مؤشر تعديل FM ونسبة الانحراف


معلمتان رئيسيتان لأي إشارة مشكلة بالتردد هما مؤشر التشكيل ونسبة الانحراف. يتم استخدامها على نطاق واسع عند النظر إلى الإشارات ذات التردد المعدل وخصائصها.

تصف هاتان المعلمتان بعض الخصائص الأساسية لإشارة FM معينة - يوفر دليل التشكيل مقياساً لما هو فعال في مستوى التشكيل ونسبة الانحراف كمقياس للانحراف بالنسبة إلى تردد التشكيل.

يعد هذان الرقمان أساسيان عند تخطيط وتصميم أنظمة الاتصالات الراديوية وأجهزة إرسال البث ، وما إلى ذلك - فهما يحددان بعض المعلمات الأساسية للإشارة المشكلة بالتردد ، مما يؤثر على مستويات النطاق الجانبي وعرض النطاق المطلوب للإشارة.

من المهم لكل شيء من أجهزة إرسال البث FM الكبيرة وصولاً إلى أجهزة الراديو الصغيرة ثنائية الاتجاه أو أجهزة الاتصال اللاسلكي.

مؤشر تعديل التردد

مؤشر تشكيل التردد هو ما يعادل دليل التشكيل لـ AM ، ولكنه يرتبط بشكل واضح بـ FM. في ضوء الاختلافات بين شكلي التشكيل ، يقاس مؤشر التشكيل FM بطريقة مختلفة.

مؤشر التشكيل FM يساوي نسبة انحراف التردد إلى تردد التشكيل.

م=FصهفشهنجذدهالخامسأناأرأناانمادشلأرأناانFصهفشهنجذ

من صيغة وتعريف دليل التشكيل ، يمكن ملاحظة أنه لا يوجد مصطلح يتضمن تردد الموجة الحاملة وهذا يعني أنه مستقل تمامًا عن تردد الموجة الحاملة.

لإعطاء مثال لمؤشر تعديل FM ، خذ مثالًا حيث يكون للإشارة انحراف قدره ± 5 كيلو هرتز ، ويكون تردد التعديل 1 كيلو هرتز ، ثم يكون مؤشر التشكيل لهذه الحالة بالذات 5/1 = 5.

وبالمثل ، إذا كان الانحراف kHz 10 kHz وكان تردد التعديل s kHz ، فإن نسبة الانحراف لهذا أيضًا هي 5.

نظرًا لأن الصوت العادي يحتوي على مجموعة متنوعة من الترددات المختلفة الموجودة في الصوت الصوتي ، يتم حساب نسبة الانحراف عادةً باستخدام الحد الأقصى لتردد الصوت والحد الأقصى للانحراف. سيُستخدم هذا الرقم بعد ذلك لتحديد عرض النطاق الترددي والخصائص الأخرى للإشارة.

نسبة الانحراف FM

تتمثل إحدى المشكلات المتعلقة بمؤشر التعديل في أنه سيتغير وفقًا للقيم اللحظية للانحراف وتغيير التردد.

في عمليات إرسال الصوت النموذجية ، سيختلف كل من انحراف التردد وتردد التعديل. سيختلف انحراف التردد وفقًا لمستوى الصوت في تلك اللحظة. كما سيختلف تردد التعديل حيث يتكون الصوت العادي من مجموعة متنوعة من الترددات ، والتي تختلف لإعطاء الكلام أو الموسيقى ، إلخ.

بالنسبة للعديد من التطبيقات ، من الأفضل أن يكون لديك رقم للقيم القصوى المسموح بها.

وفقًا لذلك ، يمكن تعريف نسبة الانحراف FM على النحو التالي: نسبة الانحراف الأقصى لتردد الموجة الحاملة إلى أعلى تردد تعديل صوتي.

م=مأx Fصهفشهنجذدهالخامسأناأرأناانمأx مادشلأرأناانFصهفشهنجذ

يمكن رؤية أحد الأمثلة الشائعة على نسبة الانحراف FM بأخذ الأرقام لمحطة بث FM نموذجية. يبلغ الحد الأقصى لانحراف التردد في هذه المحطات ± 75 كيلو هرتز ، وأقصى تردد صوتي للتشكيل هو 15 كيلو هرتز.

باستخدام الصيغة أعلاه ، هذا يعني أن نسبة الانحراف 75/15 = 5.

عرض النطاق الترددي FM ومؤشر التعديل.

يستخدم تعديل التردد في مجموعة متنوعة من التطبيقات. يتم استخدام مستويات مختلفة من الانحراف في تطبيقات مختلفة. بالنسبة لإرسالات FM ، فإن الهدف هو القدرة على نقل صوت عالي الجودة ولتحقيق هذه المستويات العالية من الانحراف المستخدمة وعرض النطاق الترددي واسع. لأغراض الاتصالات ، الجودة ليست هي المشكلة ، ولكن النطاق الترددي أكثر أهمية. وفقًا لذلك ، تكون مستويات الانحراف أقل وعرض النطاق الترددي أصغر بكثير.

يعد عرض النطاق الترددي لإشارة FM مهمًا بشكل خاص لأنه يجب أن يكون عريضًا بما يكفي لنقل المعلومات بشكل صحيح ، بينما لا يشغل أيضًا الكثير من الطيف. إذا كان عرض النطاق عريضًا جدًا ، فيمكن أن ينتشر خارج القناة المطلوبة ويسبب تداخلًا مع مستخدمين آخرين على قنوات أخرى.

مع زيادة استخدام الطيف مع زيادة المزيد من تطبيقات الراديو اللاسلكية والعامة (كل شيء من الاتصالات اللاسلكية قصيرة المدى إلى الاتصالات اللاسلكية الصوتية التقليدية ثنائية الاتجاه ، وروابط البيانات وغيرها الكثير) ، فإن الحاجة إلى إدارة طيف التردد والتأكد من أن عمليات الإرسال تظل ضمن عرض النطاق الترددي المخصص لها يصبح أكثر أهمية.

يوجد تصنيفان رئيسيان للإشارات المشكّلة بالتردد ويمكن ربطهما بمؤشر التشكيل ونسبة الانحراف.

  • النطاق العريض FM: يستخدم النطاق العريض FM بشكل نموذجي للإشارات حيث يكون مؤشر تشكيل FM أعلى من حوالي 0.5. بالنسبة لهذه الإشارات ، فإن النطاقات الجانبية التي تتجاوز المصطلحين الأولين ليست ضئيلة الأهمية. تستخدم محطات البث FM النطاق العريض FM والتي تمكنها من نقل صوت عالي الجودة ، بالإضافة إلى المرافق الأخرى مثل الاستريو والمرافق الأخرى مثل RDS ، إلخ.

    يتيح النطاق الترددي العريض للنطاق العريض FM إرسال بث عالي الجودة ، يجمع بين استجابة ترددية واسعة ومستويات ضوضاء منخفضة. بمجرد أن تكون الإشارة قوية بما فيه الكفاية ، تكون إشارة الصوت إلى نسبة الضوضاء جيدة جدًا.

    في بعض الأحيان ، قد تستخدم موالفات FM عالية الدقة مرشحًا واسع النطاق للإشارات القوية لضمان الدقة والأداء الأمثل. هنا سيسمح تأثير الهدوء للإشارة القوية باستقبال نطاق عريض وعرض نطاق ترددي صوتي كامل. بالنسبة للإشارات ذات القوة المنخفضة ، يمكنهم التبديل إلى مرشح أضيق لتقليل مستوى الضوضاء ، على الرغم من أن هذا سيؤدي إلى تقليل عرض النطاق الترددي الصوتي. ومع ذلك ، فإن النطاق الترددي الضيق سيعطي صوتًا أكثر إرضاءً عندما تكون الإشارة المستقبلة منخفضة.

  • النطاق الضيق FM: النطاق الضيق FM ، NBFM ، يستخدم للإشارات حيث يكون الانحراف صغيرًا بدرجة كافية بحيث تكون المصطلحات في وظيفة Bessel صغيرة والنطاقات الجانبية الرئيسية هي تلك التي تظهر عند تردد التعديل. النطاقات الجانبية الخارجة لا تكاد تذكر.

    بالنسبة إلى NBFM ، يجب أن يكون مؤشر تعديل FM أقل من 0.5 ، على الرغم من استخدام رقم 0.2 غالبًا. بالنسبة إلى NBFM ، يكون عرض النطاق الترددي للصوت أو البيانات صغيرًا ، ولكن هذا مقبول لهذا النوع من الاتصال.

    يستخدم FM ضيق النطاق على نطاق واسع للاتصالات اللاسلكية ثنائية الاتجاه. على الرغم من سيطرة التقنيات الرقمية ، إلا أن NBFM لا يزال يستخدم على نطاق واسع وفعال للغاية. تستخدم العديد من أجهزة الراديو ثنائية الاتجاه أو أجهزة الاتصال اللاسلكي NBFM ، خاصة تلك التي تتوافق مع المعايير الخالية من الترخيص مثل أنظمة الاتصالات اللاسلكية PMR446 و FRS.

    يعد NBFM مثاليًا لأنظمة الاتصالات اللاسلكية منخفضة التكلفة ، خاصة تلك التي تستخدم أجهزة اتصال لاسلكية صغيرة لأنه يمكن تنفيذها بأقل قدر من الدوائر ، ومعظمها منخفض التكلفة. على الرغم من أن التكنولوجيا الرقمية أصبحت أرخص بكثير ، إلا أن النطاق FM الضيق لا يزال فعالاً من حيث التكلفة.

    عادة ما يكون لهذه الأجهزة اللاسلكية الصغيرة أو أجهزة استقبال الإرسال الأخرى التي توفر اتصالات لاسلكية نطاق ترددي صوتي محدود. هذا أمر طبيعي لأنظمة الاتصالات اللاسلكية لأنه لا توجد حاجة إلى الدقة العالية - يلزم الحد الأقصى من الوضوح إلى جانب عرض نطاق التردد اللاسلكي المحدود. يساعد عرض النطاق الترددي الصوتي المحدود على تقليل مؤشر التعديل ، وبالتالي عرض النطاق الترددي الذي يشغله الإرسال.

غالبًا ما يكون التمييز بين FM ضيق النطاق و FM واسع النطاق من حيث مؤشر التشكيل عشوائيًا إلى حد ما. ومع ذلك ، فإن معظم إشارات FM تكون إما ذات نطاق عريض للحصول على دقة عالية أو نطاق ضيق للاتصالات اللاسلكية حيث تكون قيود النطاق الترددي مهمة. عادة ما يكون هناك القليل بينهما.

لكل من مؤشر التشكيل ونسبة الانحراف أماكن مهمة في تصميم أنظمة الاتصالات الإذاعية والراديوية. تحدد الأرقام مستوى التشكيل وبالتالي العديد من خصائص الإشارة المشكلة بالتردد. وبالتالي فهي مهمة عند استخدام FM.


شاهد الفيديو: شرح راسم الاشارة ومولد الاشارة 1 (سبتمبر 2021).