¿Qué es la frecuencia de modulación de ancho de banda, Spectrum y bandas laterales?

Por Ian Poole

- Notas y detalles de la frecuencia de modulación de ancho de banda, el espectro y bandas laterales, y su impacto en el uso de FM.

El ancho de banda, el espectro y bandas laterales son de gran importancia cuando se utiliza la modulación de frecuencia.

Las bandas laterales de una señal modulada en frecuencia se extienden hacia fuera a cada lado de la portadora principal, y causan que el ancho de banda de la señal global para aumentar mucho más allá de la de la portadora no modulada.

A medida que la modulación de la portadora varía, también lo hacen las bandas laterales y por lo tanto el ancho de banda y de espectro global de la señal.

Funciones de Bessel de modulación de frecuencia y bandas laterales

Cualquier señal que se modula produce bandas laterales. En el caso de una señal modulada en amplitud que son fáciles de determinar, pero para la modulación de frecuencia, la situación no es tan sencillo. . Ellos dependen de la no sólo la desviación, sino también el nivel de desviación, es decir, el índice de modulación M. El espectro total es una serie infinita de componentes espectrales discretos expresadas por una fórmula compleja utilizando las funciones de Bessel de primera especie.

 
El espectro total puede ser visto a consistir en el portador además de un número infinito de bandas laterales extendiéndose a cada lado de la portadora en múltiplos enteros de la frecuencia de modulación. Los niveles relativos de las bandas laterales se pueden obtener por referencia a una tabla de funciones de Bessel. Se puede observar a partir de la imagen de abajo que los niveles relativos suben y bajan de acuerdo con los diferentes valores de índice de modulación.

 

Los niveles relativos de portadora y las bandas laterales de una señal de frecuencia modulada

Para valores pequeños de índice de modulación, cuando se utiliza de banda estrecha FM, y la señal de FM se compone de la portadora y las dos bandas laterales espaciadas a la frecuencia de modulación cada lado de la portadora. Esto parece ser el mismo que una señal de AM, pero la diferencia es que la banda lateral inferior está fuera de fase por 180 grados.

A medida que el índice de modulación aumenta se ha encontrado que otras bandas laterales en dos veces la frecuencia de modulación comienzan a aparecer. A medida que aumenta el índice más otras bandas laterales también se pueden ver.

 

Los espectros de una señal de FM con diferentes niveles de índice de modulación

A ciertos niveles de modulación, donde el índice de modulación es igual a figuras de 2.41, 5.53, 8.65 y otros niveles más altos específicas, el transportista los actuales de caídas a una figura de cero, la señal que se compone simplemente de las bandas laterales.

ancho de banda de modulación de frecuencia

En el caso de una señal modulada en amplitud el ancho de banda requerido es el doble de la frecuencia máxima de la modulación. Mientras que el mismo es cierto para una señal de banda estrecha FM, la situación no es cierto para una señal de banda ancha FM. Aquí, el ancho de banda requerido puede ser mucho más grande, con bandas laterales detectables propagación a lo largo de grandes cantidades de espectro de frecuencias. Por lo general, es necesario limitar el ancho de banda de una señal de modo que no interfiera indebidamente con las estaciones de ambos lados.

Como una señal de frecuencia modulada tiene bandas laterales que se extienden hasta el infinito, es una práctica aceptada normales para determinar el ancho de banda que el que contiene aproximadamente 98% de la potencia de la señal.

Una regla de oro, a menudo se denomina regla de Carson establece que 98% de la potencia de la señal está contenida dentro de un ancho de banda igual a la desviación de frecuencia, además de la frecuencia de modulación doble, es decir:

 

Normalmente, el ancho de banda de una señal de FM banda ancha se limita a límite de la regla de la Carson - esto reduce la interferencia y no introduce ninguna distorsión indebida de la señal. En otras palabras, para una estación de radiodifusión en VHF y FM que esto debe ser (2 75 x) + 15 kHz, es decir 175 kHz. En vista de esto por lo general se permite un total de 200 kHz, lo que permite estaciones de tener una pequeña banda de protección y sus frecuencias centrales de los números enteros de 100 kHz.

Puntos clave para el ancho de banda de modulación de frecuencia y bandas laterales

Hay algunos puntos interesantes de síntesis en relación con el ancho de banda de modulación de frecuencia:

• El ancho de banda de una señal modulada en frecuencia varía tanto con la desviación y la frecuencia de modulación.

• El aumento de la frecuencia de la modulación reduce índice de modulación - reduce el número de bandas laterales con amplitud significativa y por lo tanto el ancho de banda.

• El aumento de la frecuencia de modulación aumenta la separación de frecuencias entre las bandas laterales.

• El ancho de banda de modulación de frecuencia aumenta con la frecuencia de modulación, pero no es directamente proporcional a la misma.

ancho de banda de modulación de frecuencia es de importancia como lo es con cualquier otra forma de señal. Con el aumento de la ocupación de la banda, y la presión en el espacio de espectro, es necesario asegurar el ancho de banda de una señal modulada en frecuencia cae dentro de su asignación especificado. Cualquier señal de difusión indebida, fuera de esta pueda causar interferencia a otros usuarios.

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