周波数変調帯域幅、スペクトラムと側波帯は何ですか？

イアン・プールにより、

- ノートと周波数変調帯域幅、スペクトルと側波帯、およびFMの使用に及ぼす影響の詳細が表示されます。

周波数変調を使用する場合、帯域幅、スペクトル側波帯は非常に重要です。

周波数変調信号の側波帯は、主キャリアの両側に延出し、ウェル無変調キャリアのそれを超えて増加する全体の信号の帯域幅を引き起こします。

キャリアの変調が変化すると、そのように側波帯ので、帯域幅や信号のスペクトル全体を行います。

周波数変調ベッセル関数と側波帯

変調された任意の信号は、側波帯を生成します。 振幅変調信号の場合、彼らは決定するのは簡単ですが、周波数変調のための状況はそれほど単純ではありません。 。 彼らは偏差だけでなく、偏差の程度に依存し、総スペクトルは第一種ベッセル関数を使用して複雑な式で表される離散スペクトル成分の無限級数である変調指数M.、すなわち。

 
総スペクトルは、キャリアに加えて、変調周波数の整数倍でのキャリアの両側に広がる側波帯の無数から成ることが分かります。 側波帯の相対的レベルは、ベッセル関数のテーブルを参照することによって得ることができます。 これは、相対的なレベルは、変調指数の異なる値に応じて上昇し、入ることが以下の画像から見ることができます。

 

周波数変調された信号のためのキャリアと側波帯の相対的レベル

変調指数の値が小さいために、狭帯域FMを使用した場合、及びFM信号は、搬送波と変調周波数キャリアのいずれかの側で離間両側に側波帯から成ります。 これは、AM信号と同じであるように見えますが、違いは、下側波帯が180度位相がずれているということです。

変調度が増加すると、二倍の変調周波数での他の側波帯が現れ始めることがわかりました。 インデックスが増加するように、さらに、他の側波帯をも見ることができます。

 

変調度の異なるレベルのFM信号のスペクトル

変調指数は2.41、5.53、8.65および他のより高い特定のレベルの数値に等しい変調、一定のレベルでは、キャリアは、信号は単に側波帯で構成され、ゼロの姿に転倒実績。

周波数変調帯域

振幅変調された信号の場合、必要​​な帯域幅は、二回の変調の最大周波数です。 同じことが、狭帯域FM信号のための真であるが、状況は広帯域FM信号には当てはまりません。 ここで必要な帯域幅は、検出可能な側波帯は、周波数スペクトルの大量の上に広げて、非常に大きくなる可能性があります。 通常、過度の局のいずれかの側に干渉しないように、信号の帯域幅を制限する必要があります。

周波数変調された信号は、無限に延出し側波帯を持つように、信号電力の約98％を含有するように帯域幅を決定するために、通常容認的です。

経験則では、しばしばカーソンのルールは、信号電力の98％が偏差周波数に等しい帯域幅内に含まれ、プラス変調周波数、すなわち倍と述べていると呼ばれます。

 

通常、広帯域FM信号の帯域幅は、カーソンのルール限界に制限されている - これは、干渉を低減し、信号の任意の過度の歪みを導入していません。 VHFのFM放送局のための他の言葉では、これはする必要があります（2は75をX）+ 15 kHzの、すなわち175 kHzの。 そこで200キロヘルツの合計は、通常100のキロヘルツの整数の小さなガードバンドとその中心周波数を有するようにステーションを可能にする、許容されます。

周波数変調帯域幅とサイドバンドのためのキーポイント

周波数変調帯域幅に対する相対要約のいくつかの興味深い点があります。

•周波数変調された信号の帯域幅は、偏差と変調周波数の両方に応じて変化します。

•増加変調周波数が変調指数を減少させる - それはかなりの振幅ので、帯域幅の側波帯の数を減らすことができます。

•増加変調周波数は、側波帯間の周波数分離を増大させます。

•周波数変調帯域幅は変調周波数と共に増大するが、それはそれに直接比例しません。

これは信号の任意の他の形態であるように、周波数変調帯域幅は重要です。 帯域占有率成長、およびスペクトル空間上の圧力で、周波数変調された信号は、その指定された許容値内に入るの帯域幅を確保する必要があります。 この外の過度の信号の広がりは、他のユーザへの干渉を引き起こす可能性があります。

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