ఫ్రీక్వెన్సీ మాడ్యులేషన్ మరియు దాని అనువర్తనాలు

ఫ్రీక్వెన్సీ మాడ్యులేషన్ మరియు దాని అనువర్తనాలు

FM లేదా ఫ్రీక్వెన్సీ మాడ్యులేషన్ AM నుండి సుమారుగా అందుబాటులో ఉంది ( యాంప్లిట్యూడ్ మాడ్యులేషన్ ) దీనికి కొన్ని సమస్యలు మాత్రమే ఉన్నప్పటికీ. FM ట్రాన్స్మిటర్ సామర్థ్యాన్ని మేము గుర్తించలేకపోయాము తప్ప FM కి కూడా సమస్య లేదు. యొక్క పూర్వ కాలంలో వైర్‌లెస్ కమ్యూనికేషన్ , దీనికి అవసరమైన బ్యాండ్‌విడ్త్ ఇరుకైనదని మరియు శబ్దం మరియు జోక్యాన్ని తగ్గించడానికి అవసరమని కొలుస్తారు. అటువంటి కొలత ప్రకారం, ఫ్రీక్వెన్సీ మాడ్యులేషన్ దెబ్బతింది, అయితే AM పెరిగింది. ఆ తరువాత, ఒక అమెరికన్ ఇంజనీర్- “ ఎడ్విన్ ఆర్మ్‌స్ట్రాంగ్ ”FM ట్రాన్స్మిటర్ల తీవ్రతను కనుగొనటానికి చేతన ప్రయత్నాన్ని పూర్తి చేసింది. ఎడ్విన్ ప్రసారం కోసం ఉద్దేశించిన FM ను ఉపయోగించుకునే రూపకల్పనను ప్రారంభించాడు, అది ఆ సమయంలో ధోరణికి అనుకూలంగా లేదు.



ఫ్రీక్వెన్సీ మాడ్యులేషన్ అంటే ఏమిటి?

ది ఫ్రీక్వెన్సీ మాడ్యులేషన్ క్యారియర్ సిగ్నల్ యొక్క పౌన frequency పున్యం ఇన్పుట్ మాడ్యులేటింగ్ సిగ్నల్ యొక్క వ్యాప్తికి (అనుగుణంగా) వైవిధ్యంగా ఉన్నందున నిర్వచించవచ్చు. ఇన్పుట్ సింగిల్ టోన్ సైన్ వేవ్. క్యారియర్ మరియు FM తరంగ రూపాలు కూడా ఈ క్రింది చిత్రంలో చూపించబడ్డాయి.


ఫ్రీక్వెన్సీ మాడ్యులేషన్ జనరేషన్

ఫ్రీక్వెన్సీ మాడ్యులేషన్ జనరేషన్





మాడ్యులేటింగ్ (ఇన్పుట్) సిగ్నల్ యొక్క వ్యాప్తి పెరిగేకొద్దీ క్యారియర్ (ఎఫ్‌సి) యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ పెరుగుతుంది. ఇన్పుట్ సిగ్నల్ గరిష్ట స్థాయిలో ఉన్నప్పుడు క్యారియర్ ఫ్రీక్వెన్సీ గరిష్టంగా (ఎఫ్‌సి మాక్స్) ఉంటుంది. క్యారియర్ దాని సాధారణ విలువ నుండి గరిష్టంగా మారుతుంది . మాడ్యులేటింగ్ (ఇన్పుట్) సిగ్నల్ యొక్క వ్యాప్తి తగ్గడంతో క్యారియర్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ తగ్గుతుంది. ఇన్పుట్ సిగ్నల్ కనిష్టంగా ఉన్నప్పుడు క్యారియర్ ఫ్రీక్వెన్సీ కనిష్టంగా ఉంటుంది (fc min). క్యారియర్ దాని సాధారణ విలువ నుండి కనిష్టంగా మారుతుంది. ఇన్పుట్ సిగ్నల్ విలువ 0 వి అయినప్పుడు క్యారియర్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ దాని సాధారణ విలువ (ఫ్రీ రన్నింగ్) ఎఫ్‌సి వద్ద ఉంటుంది. క్యారియర్‌లో విచలనం లేదు. ఇన్పుట్ గరిష్టంగా, 0 వి మరియు దాని నిమిషంలో ఉన్నప్పుడు ఎఫ్ఎమ్ వేవ్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీని ఫిగర్ చూపిస్తుంది.

ఫ్రీక్వెన్సీ విచలనం

  • ఇన్పుట్ మాడ్యులేటింగ్ సిగ్నల్ యొక్క వ్యాప్తి ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన క్యారియర్ ఫ్రీక్వెన్సీలో మార్పు మొత్తాన్ని అంటారు ఫ్రీక్వెన్సీ విచలనం .
  • ఇన్పుట్ దాని వ్యాప్తిలో మారుతున్నందున క్యారియర్ ఫ్రీక్వెన్సీ fmax మరియు fmin మధ్య మారుతుంది.
  • Fmax మరియు fc మధ్య వ్యత్యాసాన్ని ఫ్రీక్వెన్సీ విచలనం అంటారు. fd = fmax - fc
  • అదేవిధంగా, fc మరియు fmin మధ్య వ్యత్యాసాన్ని ఫ్రీక్వెన్సీ విచలనం అంటారు. fd = fc –fmin
  • ఇది byf చే సూచించబడుతుంది. కాబట్టి Δf = fmax - fc = fc - fmin
  • కాబట్టి fd = fmax - fc = fc - fmin

సిగ్నల్ వ్యాప్తి మాడ్యులేటింగ్



క్యారియర్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ

విచలనం

0 వి

100 MHzనిల్ (సెంటర్ ఫ్రీక్వెన్సీ)

+2 వి

105 MHz

+ 5 MHz

2 వి95 MHz

- 5 MHz

ఫ్రీక్ విచలనం = 105 -100 = 5 MHz (లేదా) ఫ్రీక్ విచలనం = 95-100 = -5 MHz

ఫ్రీక్వెన్సీ మాడ్యులేషన్ సమీకరణం

ది FM సమీకరణం కింది వాటిని చేర్చండి

v = ఒక పాపం [wct + (/ f / fm) పాపం wmt]


= ఒక పాపం [wct + mf sin wmt]

A = FM సిగ్నల్ యొక్క వ్యాప్తి. = F = ఫ్రీక్వెన్సీ విచలనం

mf = FM యొక్క మాడ్యులేషన్ సూచిక

mf = ∆f / fm

mf ఫ్రీక్వెన్సీ మాడ్యులేషన్ యొక్క మాడ్యులేషన్ ఇండెక్స్ అంటారు.

wm = 2π fm wc = 2π fc

ఫ్రీక్వెన్సీ మాడ్యులేషన్ యొక్క మాడ్యులేషన్ ఇండెక్స్ అంటే ఏమిటి?

ది FM యొక్క మాడ్యులేషన్ సూచిక మాడ్యులేటింగ్ సిగ్నల్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీకి క్యారియర్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ విచలనం యొక్క నిష్పత్తిగా నిర్వచించబడింది

mf = FM యొక్క మాడ్యులేషన్ సూచిక = Δ f / fm

ఫ్రీక్వెన్సీ మాడ్యులేషన్ సిగ్నల్ యొక్క బ్యాండ్విడ్త్

FM వంటి సంక్లిష్ట సిగ్నల్ యొక్క బ్యాండ్విడ్త్ దాని అత్యధిక మరియు తక్కువ పౌన .పున్యం మధ్య వ్యత్యాసం అని గుర్తుంచుకోండి భాగాలు , మరియు హెర్ట్జ్ (Hz) లో వ్యక్తీకరించబడింది. బ్యాండ్‌విడ్త్ పౌన .పున్యాలతో మాత్రమే వ్యవహరిస్తుంది. AM కి రెండు సైడ్‌బ్యాండ్‌లు (యుఎస్‌బి మరియు ఎల్‌ఎస్‌బి) మాత్రమే ఉన్నాయి మరియు బ్యాండ్‌విడ్త్ 2 ఎఫ్‌ఎమ్‌గా కనుగొనబడింది.

FM లో ఇది అంత సులభం కాదు. FM సిగ్నల్ స్పెక్ట్రం చాలా క్లిష్టంగా ఉంటుంది మరియు చిత్రంలో చూపిన విధంగా అనంతమైన సైడ్‌బ్యాండ్‌లు ఉంటాయి . మాడ్యులేషన్ ఇండెక్స్ పెరిగేకొద్దీ స్పెక్ట్రం ఎలా విస్తరిస్తుందో ఈ సంఖ్య ఒక ఆలోచన ఇస్తుంది. సైడ్‌బ్యాండ్‌లు క్యారియర్ నుండి fc ± fm, fc ± 2fm, fc ± 3fm మరియు మొదలైనవి వేరు చేయబడతాయి.

FM సిగ్నల్ యొక్క బ్యాండ్విడ్త్

FM సిగ్నల్ యొక్క బ్యాండ్విడ్త్

మొదటి కొన్ని సైడ్‌బ్యాండ్‌లు మాత్రమే ప్రధాన వాటాను కలిగి ఉంటాయి శక్తి (మొత్తం శక్తిలో 98%) మరియు అందువల్ల ఈ కొన్ని బ్యాండ్‌లు మాత్రమే ముఖ్యమైన సైడ్‌బ్యాండ్‌లుగా పరిగణించబడతాయి.

నియమం ప్రకారం, తరచుగా కార్సన్ రూల్ అని పిలుస్తారు, FM లోని 98% సిగ్నల్ శక్తి విచలనం ఫ్రీక్వెన్సీకి సమానమైన బ్యాండ్‌విడ్త్‌లో ఉంటుంది మరియు మాడ్యులేషన్ ఫ్రీక్వెన్సీ రెట్టింపు అవుతుంది.

కార్సన్ నియమం : FM BWFM యొక్క బ్యాండ్విడ్త్ = 2 [+ f + fm] .

= 2 fm [mf + 1]

FM ని స్థిరమైన బ్యాండ్‌విడ్త్ సిస్టమ్ అంటారు. ఎందుకు?

ఫ్రీక్వెన్సీ మాడ్యులేషన్‌ను అంటారు స్థిరమైన బ్యాండ్విడ్త్ వ్యవస్థ మరియు ఈ వ్యవస్థ యొక్క ఉదాహరణ క్రింద ఇవ్వబడింది.

  • Δf = 75 KHz fm = 500 Hz BWFM = 2 [75 + (500/1000)] KHz = 151.0 KHz
  • Δf = 75 KHz fm = 5000 Hz BWFM = 2 [75 + (5000/1000)] KHz = 160.0 KHz
  • =f = 75 KHz fm = 10000 Hz BWFM = 2 [75 + (10000/1000)] KHz = 170.0 KHz
  • మాడ్యులేటింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీ 20 రెట్లు పెరిగినప్పటికీ (50 Hz నుండి 5000 Hz వరకు), విచలనం స్వల్పంగా మాత్రమే పెరిగింది (151 KHz నుండి 170 KHz వరకు). అందువల్ల FM ను స్థిరమైన బ్యాండ్‌విడ్త్ సిస్టమ్ అంటారు.
  • వాణిజ్య FM (కార్సన్ నియమం.)
  • గరిష్ట ఫ్రీక్ విచలనం = 75 KHz
  • మాక్స్ మాడ్యులేటింగ్ ఫ్రీక్ = 15 KHz
  • BWFM = 2 [75 + 15] = 180.0 KHz

AM మరియు FM మధ్య వ్యత్యాసం

ముఖ్యమైన AM మరియు FM మధ్య వ్యత్యాసం కింది వాటిని చేర్చండి.

  • FM కొరకు సమీకరణం: V = A sin [wct + / f / fm sin wmt] = ఒక పాపం [wct + mf sin wmt]
  • AM = Vc (1 + m sin ωmt) sin ωct కోసం సమీకరణం m ఇక్కడ m = Vm / Vc చే ఇవ్వబడుతుంది
  • FM లో, మాడ్యులేషన్ సూచిక 1 కంటే ఎక్కువ లేదా ఒకటి కంటే తక్కువ విలువను కలిగి ఉంటుంది
  • AM లో, మాడ్యులేషన్ సూచిక 0 మరియు 1 మధ్య ఉంటుంది
  • FM లో, క్యారియర్ వ్యాప్తి స్థిరంగా ఉంటుంది.
  • అందువల్ల ప్రసార శక్తి స్థిరంగా ఉంటుంది.
  • ప్రసారం చేయబడిన శక్తి మాడ్యులేషన్ సూచికపై ఆధారపడి ఉండదు
  • ప్రసారం చేయబడిన శక్తి మాడ్యులేషన్ సూచికపై ఆధారపడి ఉంటుంది
  • PTotal = Pc [1+ (m2 / 2)]
  • FM లో ముఖ్యమైన సైడ్‌బ్యాండ్ల సంఖ్య పెద్దది.
  • AM లో రెండు సైడ్‌బ్యాండ్‌లు మాత్రమే
  • TO FM యొక్క బ్యాండ్విడ్త్ FM యొక్క మాడ్యులేషన్ సూచికపై ఆధారపడి ఉంటుంది
  • బ్యాండ్విడ్త్ AM యొక్క మాడ్యులేషన్ సూచికపై ఆధారపడి ఉండదు. ఎల్లప్పుడూ 2 సైడ్‌బ్యాండ్‌లు. AM యొక్క BW 2 fm
  • FM మంచి శబ్దం రోగనిరోధక శక్తిని కలిగి ఉంది. FM శబ్దానికి వ్యతిరేకంగా కఠినమైనది / దృ is మైనది. శబ్దం సమక్షంలో కూడా ఎఫ్‌ఎం నాణ్యత బాగుంటుంది.
  • AM లో, నాణ్యత శబ్దం ద్వారా తీవ్రంగా ప్రభావితమవుతుంది
  • FM కి అవసరమైన బ్యాండ్‌విడ్త్ చాలా ఎక్కువ. FM బ్యాండ్‌విడ్త్ = 2 [+ f + fm].
  • AM కి అవసరమైన బ్యాండ్‌విడ్త్ తక్కువ (2 fm)
  • FM ట్రాన్స్మిటర్ కోసం సర్క్యూట్లు మరియు రిసీవర్ చాలా క్లిష్టమైనది మరియు చాలా ఖరీదైనవి.
  • AM ట్రాన్స్మిటర్ మరియు రిసీవర్ కోసం సర్క్యూట్లు సరళమైనవి మరియు తక్కువ ఖర్చుతో కూడుకున్నవి

అందువలన, ఇది అన్ని గురించి ఫ్రీక్వెన్సీ మాడ్యులేషన్ . ది ఫ్రీక్వెన్సీ మాడ్యులేషన్ యొక్క అనువర్తనాలు చేర్చండి FM రేడియో ప్రసారం , రాడార్, సీస్మిక్ ప్రాస్పెక్టింగ్, టెలిమెట్రీ, మరియు EEG, మ్యూజిక్ సింథసిస్, టూ-వే రేడియో సిస్టమ్స్, మాగ్నెటిక్ టేప్ రికార్డింగ్ సిస్టమ్స్, వీడియో బ్రాడ్కాస్ట్ సిస్టమ్స్ మొదలైన వాటి ద్వారా నిర్భందించటం కోసం శిశువులను పరిశీలించడం పై సమాచారం నుండి, చివరకు, పౌన frequency పున్యంలో మాడ్యులేషన్, సామర్థ్యాలు మరియు బ్యాండ్‌విడ్త్ రెండూ మాడ్యులేషన్ ఇండెక్స్ మరియు మాడ్యులేటింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీని బట్టి ఉంటాయి. యాంప్లిట్యూడ్ మాడ్యులేషన్‌కు భిన్నంగా, ఫ్రీక్వెన్సీ మాడ్యులేషన్ సిగ్నల్ పెద్ద బ్యాండ్‌విడ్త్, ఉన్నతమైన సామర్థ్యం మరియు శబ్దం వైపు మెరుగైన రోగనిరోధక శక్తిని కలిగి ఉంటుంది. ఏమిటి వివిధ రకాల మాడ్యులేషన్ పద్ధతులు కమ్యూనికేషన్ వ్యవస్థలో?