Miscellaneous

Modulasi Frekuensi, Indeks Modulasi FM & Rasio Deviasi

 Modulasi Frekuensi, Indeks Modulasi FM & Rasio Deviasi


Dua parameter kunci dari sinyal termodulasi frekuensi adalah indeks modulasi dan rasio deviasi. Mereka banyak digunakan ketika melihat sinyal termodulasi frekuensi dan karakteristiknya.

Kedua parameter ini menjelaskan beberapa karakteristik dasar dari sinyal FM yang diberikan - indeks modulasi memberikan ukuran yang secara efektif merupakan tingkat modulasi dan rasio deviasi ukuran deviasi relatif terhadap frekuensi modulasi.

Kedua angka ini adalah kunci ketika merencanakan dan merancang sistem komunikasi radio dan pemancar siaran, dll - keduanya menentukan beberapa parameter dasar sinyal termodulasi frekuensi, yang memengaruhi level pita sisi dan bandwidth yang diperlukan untuk sinyal.

Ini penting untuk segala hal mulai dari pemancar siaran FM besar hingga radio dua arah kecil atau walkie talkie.

Indeks modulasi frekuensi

Indeks modulasi frekuensi sama dengan indeks modulasi untuk AM, tetapi jelas terkait dengan FM. Mengingat perbedaan antara dua bentuk modulasi, indeks modulasi FM diukur dengan cara yang berbeda.

Indeks modulasi FM sama dengan rasio deviasi frekuensi ke frekuensi modulasi.

m=FrequencydevsayaSebuahtsayaHainMHaidulSebuahtsayaHainfrequency

Dari rumus dan definisi indeks modulasi, dapat diketahui bahwa tidak ada istilah yang memuat frekuensi pembawa dan ini berarti tidak tergantung sama sekali dengan frekuensi pembawa.

Untuk memberikan contoh indeks modulasi FM, ambil contoh di mana sinyal memiliki deviasi ± 5kHz, dan frekuensi modulasi adalah 1kHz, maka indeks modulasi untuk contoh khusus ini adalah 5/1 = 5.

Demikian pula, jika deviasi adalah ± 10 kHz dan frekuensi modulasi adalah s kHz, maka ini juga memiliki rasio deviasi 5.

Karena audio normal memiliki variasi frekuensi berbeda yang terdapat di dalam suara audio, rasio deviasi biasanya dihitung menggunakan frekuensi audio maksimum dan deviasi maksimum. Angka ini kemudian akan digunakan untuk menentukan bandwidth dan karakteristik sinyal lainnya.

Rasio penyimpangan FM

Salah satu masalah dengan indeks modulasi adalah bahwa ia akan bervariasi sesuai dengan nilai deviasi sesaat dan frekuensi modulasi.

Pada transmisi audio biasa, deviasi frekuensi dan frekuensi modulasi akan bervariasi. Penyimpangan frekuensi akan bervariasi sesuai dengan level audio pada saat itu. Juga frekuensi modulasi akan bervariasi karena audio normal terdiri dari berbagai frekuensi, yang bervariasi untuk memberikan pidato atau musik, dll.

Untuk banyak aplikasi, akan lebih berguna untuk memiliki gambar untuk nilai maksimum yang diizinkan.

Dengan demikian, rasio deviasi FM dapat didefinisikan sebagai: rasio deviasi frekuensi pembawa maksimum ke frekuensi modulasi audio tertinggi.

m=MSebuahx frequencydevsayaSebuahtsayaHainMSebuahx mHaidulSebuahtsayaHainfrequency

Salah satu contoh umum rasio penyimpangan FM dapat dilihat dengan mengambil gambar untuk stasiun penyiaran FM yang khas. Untuk stasiun-stasiun ini deviasi frekuensi maksimum adalah ± 75 kHz, dan frekuensi audio maksimum untuk modulasi adalah 15 kHz.

Dengan menggunakan rumus di atas, berarti rasio deviasinya adalah 75/15 = 5.

Bandwidth FM & indeks modulasi.

Modulasi frekuensi digunakan dalam berbagai aplikasi. Tingkat penyimpangan yang berbeda digunakan dalam aplikasi yang berbeda. Untuk transmisi siaran FM, tujuannya adalah untuk dapat mengirimkan audio berkualitas tinggi dan untuk mencapai tingkat penyimpangan yang tinggi ini digunakan dan bandwidth yang lebar. Untuk tujuan komunikasi, kualitas bukanlah masalah, tetapi bandwidth lebih penting. Oleh karena itu, tingkat penyimpangan lebih kecil dan bandwidth jauh lebih kecil.

Bandwidth sinyal FM sangat penting karena harus cukup lebar untuk membawa informasi dengan benar, sementara juga tidak menempati banyak spektrum. Jika bandwidth terlalu lebar, maka dapat menyebar ke luar saluran yang dibutuhkan dan menyebabkan gangguan dengan pengguna lain di saluran lain.

Seiring dengan meningkatnya penggunaan spektrum seiring dengan semakin meningkatnya aplikasi radio nirkabel dan umum (mulai dari komunikasi nirkabel jarak pendek hingga komunikasi radio dua arah suara tradisional, tautan data, dan banyak lagi), kebutuhan untuk mengelola spektrum frekuensi dan memastikan bahwa transmisi tetap dalam bandwidth yang dialokasikan. menjadi lebih penting.

Ada dua klasifikasi utama untuk sinyal termodulasi frekuensi dan ini dapat dikaitkan dengan indeks modulasi dan rasio deviasi.

  • Wideband FM: Wideband FM biasanya digunakan untuk sinyal di mana indeks modulasi FM di atas sekitar 0,5. Untuk sinyal-sinyal ini, sideband setelah dua suku pertama tidak signifikan. Stasiun siaran FM menggunakan FM pita lebar yang memungkinkan mereka mengirimkan audio berkualitas tinggi, serta fasilitas lain seperti stereo, dan fasilitas lain seperti RDS, dll.

    Bandwidth lebar FM pita lebar memungkinkan transmisi siaran berkualitas tinggi dibuat, menggabungkan respons frekuensi lebar dengan tingkat kebisingan rendah. Setelah sinyal cukup kuat, rasio sinyal audio terhadap noise menjadi sangat baik.

    Terkadang tuner FM dengan ketelitian tinggi mungkin menggunakan filter pita lebar untuk sinyal yang kuat guna memastikan kesetiaan dan kinerja yang optimal. Di sini, efek peredaman sinyal kuat akan memungkinkan penerimaan pita lebar dan lebar pita audio penuh. Untuk sinyal berkekuatan rendah, mereka dapat beralih ke filter yang lebih sempit untuk mengurangi tingkat kebisingan, meskipun ini akan mengakibatkan bandwidth audio berkurang. Namun pada keseimbangan bandwidth yang lebih sempit akan memberikan suara yang lebih menyenangkan ketika sinyal yang diterima rendah.

  • Narrowband FM: Narrow band FM, NBFM, digunakan untuk sinyal yang deviasinya cukup kecil sehingga persyaratan dalam fungsi Bessel kecil dan sideband utama adalah yang muncul pada ± frekuensi modulasi. Sideband lebih jauh dapat diabaikan.

    Untuk NBFM, indeks modulasi FM harus kurang dari 0,5, meskipun angka 0,2 sering digunakan. Untuk NBFM audio atau bandwidth data kecil, tetapi ini dapat diterima untuk jenis komunikasi ini.

    Narrowband FM banyak digunakan untuk komunikasi radio dua arah. Meskipun teknologi digital mengambil alih, NBFM masih digunakan secara luas dan sangat efektif. Banyak radio dua arah atau walkie talkie menggunakan NBFM, terutama yang sesuai dengan standar bebas lisensi seperti sistem komunikasi radio PMR446 dan FRS.

    NBFM ideal untuk sistem komunikasi radio berbiaya rendah, terutama yang menggunakan walkie talkie kecil karena dapat diimplementasikan dengan jumlah sirkuit minimum, yang sebagian besar berbiaya rendah. Meskipun teknologi digital menjadi jauh lebih murah, FM pita sempit masih sangat hemat biaya.

    Walkie talkie kecil ini atau penerima pemancar lainnya yang menyediakan komunikasi radio, biasanya memiliki lebar pita audio yang terbatas. Ini normal untuk sistem komunikasi radio karena tidak diperlukan kesetiaan tinggi - kejelasan maksimum diperlukan bersama dengan bandwidth RF yang terbatas. Bandwidth audio yang terbatas membantu mengurangi indeks modulasi, dan karenanya bandwidth yang digunakan oleh transmisi.

Seringkali perbedaan antara FM pita sempit dan FM pita lebar dalam hal indeks modulasi agak sembarangan. Namun, sebagian besar sinyal FM berupa pita lebar untuk fidelitas tinggi atau pita sempit untuk komunikasi radio di mana pembatasan bandwidth penting. Biasanya hanya ada sedikit di antaranya.

Indeks modulasi dan rasio deviasi keduanya memiliki tempat penting dalam desain sistem komunikasi radio dan penyiaran. Angka-angka tersebut menentukan tingkat modulasi dan karenanya banyak sifat sinyal termodulasi frekuensi. Karenanya, mereka penting saat menggunakan FM.


Tonton videonya: FM? Penjelasan Frequency Modulation (Desember 2021).