फ़्रिक्वेंसी मॉड्यूलेशन और इसके अनुप्रयोग

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एफएम या आवृति का उतार - चढ़ाव लगभग सुबह से उपलब्ध है ( आयाम अधिमिश्रण ) हालांकि इसके कुछ मुद्दे हैं। एफएम में ही कोई समस्या नहीं है, इसके अलावा हम एफएम ट्रांसमीटर की क्षमता को पहचान नहीं सकते। के पहले के समय में ताररहित संपर्क , यह मापा गया था कि इस की आवश्यक बैंडविड्थ संकरी थी, और शोर के साथ-साथ हस्तक्षेप को कम करने के लिए आवश्यक था। इस तरह के एक उपाय के तहत, आवृत्ति मॉड्यूलेशन का सामना करना पड़ा जबकि एएम में वृद्धि हुई। उसके बाद, एक अमेरिकी इंजीनियर- “ एडविन आर्मस्ट्रांग 'एफएम ट्रांसमीटर की तीव्रता की खोज करने का सचेत प्रयास पूरा किया। एडविना ने एफएम का उपयोग करने के उद्देश्य से डिजाइन करने की पहल की जो उस समय उस प्रवृत्ति के पक्ष में नहीं था।

फ्रीक्वेंसी मॉड्यूलेशन क्या है?

आवृति का उतार - चढ़ाव वाहक सिग्नल की आवृत्ति के रूप में परिभाषित किया जा सकता है (इनपुट के अनुसार सिग्नल के संकेत की विविधता) के लिए आनुपातिक है। इनपुट एकल टोन साइन वेव है। वाहक और एफएम तरंगों को भी निम्न आकृति में दिखाया गया है।




फ्रीक्वेंसी मॉड्यूलेशन जनरेशन

फ्रीक्वेंसी मॉड्यूलेशन जनरेशन

वाहक (एफसी) की आवृत्ति में वृद्धि के आयाम के रूप में वृद्धि होगी (इनपुट) सिग्नल बढ़ता है। जब इनपुट सिग्नल अपने चरम पर होता है, तो वाहक आवृत्ति अधिकतम (fc अधिकतम) होगी। वाहक अपने सामान्य मूल्य से अधिकतम विचलन करता है एक वाहक की आवृत्ति कम हो जाएगी क्योंकि मॉड्यूलेटिंग (इनपुट) सिग्नल का आयाम कम हो जाता है। जब इनपुट सिग्नल अपने सबसे निचले स्तर पर होता है, तो वाहक आवृत्ति न्यूनतम (fc min) होगी। वाहक अपने सामान्य मूल्य से न्यूनतम विचलन करता है। वाहक का आवृत्ति इनपुट सिग्नल मान 0V होने पर अपने सामान्य मूल्य (फ्री रनिंग) fc पर होगा। वाहक में कोई विचलन नहीं है। यह आंकड़ा एफएम तरंग की आवृत्ति दिखाता है जब इनपुट अधिकतम, 0V और उसके मिनट पर होता है।



फ्रीक्वेंसी विचलन

  • इनपुट मॉड्यूलेशन सिग्नल के आयाम द्वारा उत्पादित वाहक आवृत्ति में परिवर्तन की मात्रा को कहा जाता है आवृत्ति विचलन
  • वाहक आवृत्ति fmax और fmin के बीच घूमती है जैसा कि इसके आयाम में इनपुट संस्करण के रूप में होता है।
  • Fmax और fc के बीच अंतर को आवृत्ति विचलन के रूप में जाना जाता है। fd = fmax - fc
  • इसी तरह, fc और fmin के बीच का अंतर भी आवृत्ति विचलन के रूप में जाना जाता है। fd = fc -fmin
  • इसे .f द्वारा दर्शाया गया है। इसलिए Thereforef = fmax - fc = fc - fmin
  • इसलिए fd = fmax - fc = fc - fmin

संकेत संकेत संशोधित

वाहक की आवृत्ति

विचलन

0 वी

100 मेगाहर्ट्जशून्य (केंद्र आवृत्ति)

+2 वी

105 मेगाहर्ट्ज

+ 5 मेगाहर्ट्ज

─ 2 वी95 मेगाहर्ट्ज

- 5 मेगाहर्ट्ज

फ़्रीक विचलन = 105 -100 = 5 मेगाहर्ट्ज (या) फ़्रीक विचलन = 95-100 = -5 मेगाहर्ट्ज

आवृति का उतार - चढ़ाव समीकरण

एफएम समीकरण निम्नलिखित को शामिल कीजिए

v = एक पाप [wct + (Δf / fm) पाप wmt]


= एक पाप [wct + mf पाप wmt]

ए = एफएम सिग्नल का आयाम। Δf = आवृत्ति विचलन

एमएफ = एफएम का मॉड्यूलेशन इंडेक्स

mf = ∆f / fm

म्यूचुअल फंड आवृत्ति मॉड्यूलेशन के मॉड्यूलेशन इंडेक्स को कहा जाता है।

wm = 2c fm wc = 2 = fc

फ्रिक्वेंसी मॉड्यूलेशन का मॉड्यूलेशन इंडेक्स क्या है?

एफएम का मॉड्यूलेशन इंडेक्स वाहक के आवृत्ति विचलन के अनुपात के रूप में परिभाषित सिग्नल की आवृत्ति के रूप में परिभाषित किया गया है

mf = FM का मॉड्यूलेशन इंडेक्स = एफ / एफ.एम.

फ्रीक्वेंसी मॉड्यूलेशन सिग्नल की बैंडविड्थ

स्मरण करो, एफएम जैसे जटिल सिग्नल की बैंडविड्थ इसकी उच्चतम और निम्नतम आवृत्ति के बीच का अंतर है अवयव , और हर्ट्ज (हर्ट्ज) में व्यक्त किया गया है। बैंडविड्थ केवल आवृत्तियों के साथ संबंधित है। AM में केवल दो साइडबैंड (USB और LSB) हैं और बैंडविड्थ 2 fm पाया गया।

एफएम में यह इतना सरल नहीं है। एफएम सिग्नल स्पेक्ट्रम काफी जटिल है और इसमें अनंत संख्या में साइडबैंड होंगे जैसा कि चित्र में दिखाया गया है यह आंकड़ा एक विचार देता है, कि मॉड्यूलेशन इंडेक्स बढ़ने पर स्पेक्ट्रम कैसे फैलता है। साइडबैंड को fc, fm, fc m 2fm, fc so 3fm और इतने पर वाहक से अलग किया जाता है।

एफएम सिग्नल की बैंडविड्थ

एफएम सिग्नल की बैंडविड्थ

केवल पहले कुछ साइडबेंड में प्रमुख हिस्सा होगा शक्ति (कुल शक्ति का 98%) और इसलिए इन कुछ बैंडों को महत्वपूर्ण साइडबैंड माना जाता है।

अंगूठे के एक नियम के रूप में, जिसे अक्सर कार्सन नियम के रूप में कहा जाता है, एफएम में सिग्नल पावर का 98% विचलन आवृत्ति के बराबर बैंडविड्थ के भीतर निहित है, साथ ही मॉडुलन आवृत्ति दोगुनी हो गई है।

कार्सन का नियम : एफएम BWFM की बैंडविड्थ = 2 [2f + fm]

= = 2 एफएम [एमएफ + 1]

FM को Constant Bandwidth System के रूप में जाना जाता है। क्यों?

आवृत्ति मॉड्यूलेशन को ए के रूप में जाना जाता है निरंतर बैंडविड्थ प्रणाली और इस प्रणाली का एक उदाहरण नीचे दिया गया है।

  • Δf = 75 KHz fm = 500 हर्ट्ज BWFM = 2 [75 + (500/1000)] KHz = 151 हर्ट्ज KHz
  • Δf = 75 KHz fm = 5000 हर्ट्ज BWFM = 2 [75 + (5000/1000)] KHz = 5.0 KHz
  • Δf = 75 KHz fm = 10000 हर्ट्ज BWFM = 2 [75 + (10000/1000)] KHz = 170 हर्ट्ज KHz
  • यद्यपि मॉड्यूलेशन आवृत्ति 20 गुना (50 हर्ट्ज से 5000 हर्ट्ज) बढ़ गई, विचलन केवल मामूली रूप से बढ़ा (151 केएचजेड से 170 किलोहर्ट्ज़)। इसलिए FM को निरंतर बैंडविड्थ सिस्टम के रूप में जाना जाता है।
  • वाणिज्यिक एफएम (कार्सन का नियम)
  • अधिकतम फ्रीक विचलन = 75 KHz
  • मैक्स मॉड्यूलेटिंग फ्रीक = 15 KHz
  • BWFM = 2 [75 + 15] = 180.0 KHz

AM और FM के बीच अंतर

मुख्य AM और FM के बीच अंतर निम्नलिखित को शामिल कीजिए।

  • FM के लिए समीकरण: V = A sin [wct + /f / fm sin wmt] = A sin [wct + mf sin wmt]
  • AM के लिए समीकरण = Vc (1 + m sin tmt) sin cct जहाँ m = m = Vc / c द्वारा दिया जाता है
  • एफएम में, मॉड्यूलेशन इंडेक्स का 1 से अधिक या एक से कम कोई भी मूल्य हो सकता है
  • AM में मॉड्यूलेशन इंडेक्स 0 से 1 के बीच होगा
  • एफएम में, वाहक आयाम स्थिर है।
  • इसलिए संचारित शक्ति स्थिर है।
  • प्रेषित शक्ति मॉड्यूलेशन इंडेक्स पर निर्भर नहीं करती है
  • संचारित शक्ति मॉड्यूलेशन इंडेक्स पर निर्भर करता है
  • PTotal = Pc [1+ (m2 / 2)]
  • एफएम में महत्वपूर्ण साइडबैंड की संख्या बड़ी है।
  • AM में केवल दो साइडबैंड
  • सेवा मेरे एफएम की बैंडविड्थ एफएम के मॉड्यूलेशन इंडेक्स पर निर्भर करता है
  • बैंडविड्थ AM के मॉड्यूलेशन इंडेक्स पर निर्भर नहीं करता है। हमेशा 2 साइडबैंड। AM का BW 2 fm है
  • एफएम में बेहतर शोर प्रतिरक्षा है। शोर के खिलाफ बीहड़ / मजबूत है। शोर की उपस्थिति में भी एफएम की गुणवत्ता अच्छी होगी।
  • AM में, गुणवत्ता शोर से गंभीरता से प्रभावित होती है
  • एफएम द्वारा आवश्यक बैंडविड्थ काफी अधिक है। एमएम बैंडविड्थ = 2 [+f + fm]।
  • AM द्वारा आवश्यक बैंडविड्थ कम है (2 fm)
  • एफएम ट्रांसमीटर के लिए सर्किट और रिसीवर बहुत जटिल और बहुत महंगे हैं।
  • AM ट्रांसमीटर और रिसीवर के लिए सर्किट सरल और कम महंगे हैं

इस प्रकार, यह सब के बारे में है आवृति का उतार - चढ़ावआवृत्ति मॉडुलन के अनुप्रयोग में शामिल एफएम रेडियो प्रसारण , ईईजी, संगीत संश्लेषण, दो-तरफ़ा रेडियो सिस्टम, चुंबकीय टेप रिकॉर्डिंग सिस्टम, वीडियो प्रसारण प्रणाली, आदि के माध्यम से रडार, भूकंपीय पूर्वेक्षण, टेलीमेट्री, और शिशुओं के अवलोकन के लिए उपरोक्त जानकारी से, अंत में, हम कर सकते हैं कि, आवृत्ति में। मॉड्यूलेशन, दोनों प्रभावकारिता और साथ ही बैंडविड्थ अधिकतम मॉड्यूलेशन इंडेक्स और मॉड्युलेट आवृत्ति पर निर्भर करता है। आयाम मॉड्यूलेशन के विपरीत, आवृत्ति मॉड्यूलेशन सिग्नल में एक बड़ा बैंडविड्थ, बेहतर दक्षता और शोर के लिए बेहतर प्रतिरक्षा है। क्या है विभिन्न प्रकार की मॉड्यूलेशन तकनीकें संचार प्रणाली में