Frekvences modulācija pret amplitūdas modulāciju: atšķirība un salīdzinājums

Starp daudziem izgudrojumiem datu modulācija ir viens no tiem un ir lielisks. Tas nozīmē datu fizisko īpašību maiņu radioviļņos.

To panāk, informācijai pievienojot elektriskus vai citus signālus. Frekvences modulācija un amplitūdas modulācija ir divi atšķirīgi modulācijas veidi.

Frekvences modulācija ir saistīta ar frekvences un amplitūdas modulācijas modificēšanu ar datu amplitūdu.

Atslēgas

1. Frekvences modulācija (FM) kodē informāciju, mainot nesējviļņa frekvenci, savukārt amplitūdas modulācija (AM) kodē informāciju, mainot nesējviļņa amplitūdu.
2. FM nodrošina augstāku skaņas kvalitāti un ir mazāk uzņēmīga pret trokšņiem un traucējumiem nekā AM, padarot to par populāru izvēli mūzikas apraidei.
3. AM ir vienkāršāks, rentablāks, un tam ir lielāks diapazons nekā FM, tāpēc tas ir piemērots sarunu radio un tālsatiksmes sakariem.

Frekvences modulācija pret amplitūdas modulāciju

Atšķirība starp frekvences modulāciju un amplitūdas modulāciju ir tāda, ka frekvences modulācija nozīmē modulāciju viļņos vai signālos, kas rodas frekvences izmaiņu dēļ. No otras puses, amplitūdas modulācija ir tad, kad datus ietekmē to amplitūdas izmaiņas. Turklāt frekvences modulācija ir divu veidu. Tomēr var zināt trīs amplitūdas modulācijas veidus.

Amerikāņu eksperts (Edvins Hovards Ārmstrongs) ir aiz frekvenču modulācijas izgudrošanas. Tas radās 20. gadsimta sākumā.

Frekvences modulācija ir pazīstama arī kā FM. Radio stacijām ir noderīgi atskaņot runu vai mūziku radio cienītājiem.

Ir vairāki FM kanāli, kuros varam klausīties dažādas lietas.

Redžinalds A. Fesendens bija kanādiešu amerikānis, kurš atklāja amplitūdas modulāciju 19. gadsimtā 1870. gados.

To izmanto arī signālu sūtīšanai caur elektroniskām ierīcēm (radio). Tā īsā forma ir AM.

Turklāt tā ir lēta modulācija signāla pārsūtīšanai un prasa ļoti mazu joslas platumu.

Salīdzināšanas tabula

Salīdzināšanas parametri	frekvences modulācija	amplitūdas modulācija
Definīcija	Nesējviļņa frekvence tiek modulēta atkarībā no signāla frekvences.	Nesējviļņa amplitūda tiek modulēta atkarībā no informācijas signāla amplitūdas.
Circuit	Frekvences modulācijas (FM) shēma ir nedaudz sarežģīta.	Vienkāršā amplitūdas modulācijas shēma sastāv no mikrofona, antenas, audio transformatora un kristāla oscilatora.
Radio uztveršana	Frekvences modulācijas radio uztveršana ir augstas kvalitātes salīdzinājumā ar amplitūdas modulāciju.	Amplitūdas modulācijas gadījumā radio uztveršana ir vāja.
Enerģijas patēriņš	Frekvences modulācijas gadījumā enerģijas patēriņš ir zems.	Tā kā nesēja signāli patērē ievērojamu daudzumu elektroenerģijas, enerģijas patēriņš ir augsts.
joslas platums	Joslas platumam jābūt gandrīz 200 kiloherci.	Joslas platumam jābūt mazākam (apmēram 10 kiloherci).

Kas ir frekvences modulācija?

Frekvences modulācija mums ir labi pazīstama no FM nosaukuma.

Tā ir viena no modulācijas metodēm, kurā nesējviļņu frekvence mainās atkarībā no viļņu nesošā informācijas signāla frekvences.

Šī procedūra ir nedaudz sarežģīta. Nesējviļņam ir fiksēta frekvence, un no pirmā acu uzmetiena šķiet, ka tas ir sinusoidāls vilnis.

Nesējvilnis tiek kodēts ar informāciju nesošo vilni, un nesējviļņa frekvence mainās.

Citiem vārdiem sakot, mēs varam teikt, ka tad, kad informācija ir paslēpta nesēja iekšpusē, frekvence mainās.

To var izdarīt ar divām metodēm. Viens ir analogs frekvences modulācija, bet otra ir digitālā frekvences modulācija.

Šī metode ir kļuvusi populāra radio un apraides jomā, jo tai ir augsta signāla un trokšņa attiecība.

Tas nozīmē, ka, sniedzot audio informāciju, un tas notiks nevērīga izturēšanās visi signāla traucējumi.

Turklāt to izmanto arī skaitļošanas sistēmās un signālu apstrādē.

Iemesls tam ir precīzu signālu piegādes spēja. To uzskata arī par dārgu metodi.

Lai aprēķinātu FM,

Vienādojums ir m(t) = Am cos (ωmt + Ɵ)

M(t) apzīmē modulējošu signālu

Am = amplitūdas modulējošais signāls

ωm = Leņķiskā frekvence

Ɵ= fāze

FM konstantes ir fāzes un modulējošais signāls m(t)

Otra formula var būt

m(t) = Am cos (2π FM(t))

FM(t) = frekvences modulēts vilnis

FM modulējošais indekss = nesēja viļņa frekvences novirze dalīta ar modulētā signāla frekvenci. FM indeksa vērtība ir lielāka par 1.

Kas ir amplitūdas frekvence?

Amplitūdas frekvence nozīmē nesējviļņa amplitūdas pārveidošanu atbilstoši informācijas signāla amplitūdai.

Šis paņēmiens ir iestrādāts arī sakaru ierīcēs. Tomēr tas ir mazāk precīzs un zemākas kvalitātes.

Tā ir trīs veidu (dubultā sānjoslas slāpētā nesēja modulācija, vienas sānjoslas modulācija un vestigiālā sānjoslas modulācija).

Nesēja vilnis tiek nomākts starp divām sānjoslām divpusējas sānjoslas slāpētā nesēja modulācijā. Tātad nesējvilnis nenes informāciju.

Tātad elektrība ir paredzēta tikai divu sānjoslu pārsūtīšanai ar informāciju. Tā ir efektīva metode signālu pārsūtīšanai lielos attālumos.

Turklāt vienas sānjoslas modulācija ir arī labvēlīgs amplitūdas modulācijas paņēmiens balss pārraidei.

Tā kā nesējvilnis netiek pārraidīts, tiek izmantota puse no jaudas. Tiek pārraidīta tikai viena sānjosla, tāpēc signāla un trokšņa attiecība ir lieliska.

Kā norāda nosaukums, niecīgā sānjoslas modulācija pārraida tikai sānjoslas daļu, nevis visu sānjoslu.

Tā ir arī enerģijas taupīšanas amplitūdas modulācijas tehnika.

Amplitūdas modulācijas formula ir

m(t) = Am cos ωmt

m(t)= modulējošs signāls

Am = modulējošā signāla amplitūda

Nesēja signāls (C (t) = maiņstrāvas cos ωct)

Ac = nesēja signāla amplitūda

ωc = Leņķiskā frekvence

Amplitūdas modulācijas modulējošais indekss svārstās no 0 līdz 1.

Formula ir modulācijas signāla amplitūdas un nesēja signāla amplitūdas dalījums.

Modulācijas indekss=Am/Ac

Galvenās atšķirības starp frekvences modulāciju un amplitūdas modulāciju

1. Frekvences modulācija ir precīzāka un efektīvāka modulēšanas metode nelielā attālumā. No otras puses, amplitūdas modulācija ir mazāk precīza modulēšanas metode.
2. Frekvences modulācija ir dārga un sarežģīta modulācijas metode, salīdzinot ar amplitūdas modulāciju.
3. Frekvences modulācija ir zināma kopš 1930. gada. No otras puses, amplitūdas modulācija tika ieviesta agrāk 1870. gados.
4. Frekvences modulācijas formula ir m(t) = Am cos (ωmt + Ɵ). Tomēr amplitūdas modulācijas gadījumā tas ir m(t) = Am cos ωmt.
5. FM ir īss frekvenču modulācijas nosaukums. Gluži pretēji, AM ir amplitūdas modulācijas akronīms.

Atsauces

1. https://asa.scitation.org/doi/abs/10.1121/1.411967
2. https://www.osapublishing.org/abstract.cfm?uri=ao-48-13-2515

Pēdējo reizi atjaunināts: 26. gada 2023. jūlijā