Radioelektronik: Frequenzmodulation (FM)

Signale, die mit einer absichtlichen elektronischen Übertragung stören genannt werden statisch, und statisch ist der Hauptnachteil von AM-Radio. Entgegenzuwirken statisch, eine bessere Methode von Informationen über eine Funkwelle überlagert, genannt Frequenzmodulation oder FM, wurde im Jahr 1933 entwickelt.

In Frequenzmodulation wird die Intensität der Trägerwelle nicht verändert. Stattdessen wird die genaue Frequenz der Trägerwelle synchron mit dem Audiosignal variiert. Wenn das Audiosignal höher ist, geht die Frequenz des Sendesignals ein wenig. Wenn das Audiosignal niedriger ist, verlangsamt sich die Frequenz ein wenig nach unten.

Sie können die Trägerwelle zu sehen, die die spezifische Frequenz der Rundfunkstation taktet. In der Mitte können Sie das Audiosignal zu sehen, die auf der Trägerwelle überlagert werden soll. Und am Ende, können Sie das resultierende modulierte Signal zu sehen. Wie Sie sehen können, nimmt die Frequenz, wenn das Eingangssignal kleiner wird und steigt, wenn das Eingangssignal höher ist.

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Beachten Sie, dass die Frequenzänderungen in ein frequenzmoduliertes Signal alle in einem kleinen Anteil der Trägerwellenfrequenz sind. Typischerweise bleibt die Frequenz in 100 kHz von der Grundfrequenz.

FM-Radiosender bei Frequenzen im Bereich von 88 bis 108 MHz übertragen, aber die Grundfrequenz für jede Station endet immer in 0,1, 0,3, 0,5, 0,7 oder 0,9. Deshalb UKW-Radiosender Frequenzen wie 89,3 oder 107,5, aber nie 92,0 oder 98,6.

Zuweisen von Grundfrequenzen in Schritten von 0,2 MHz gibt jeder Station 100 kHz Platz auf beiden Seiten der Mittenfrequenz für die Frequenzmodulation. Somit sendet ein Sender den bei 103,1 tatsächlich Signale, deren Frequenzen im Bereich von 103,0 bis 103,2. Die meisten Stationen begrenzen die Abweichung von der Grundfrequenz bis 75 kHz einen gewissen Spielraum für Fehler zu verlassen. Dies trägt dazu bei benachbarten Stationen verhindern miteinander interferieren.

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FM-Modulatoren verwenden in der Regel eine Art von elektronischen Komponente a genannt Varaktor, Das ist eine Art von Diode, die eine ungewöhnliche Charakteristik hat: Es Kapazität wie ein Kondensator aufweist und seine Kapazität erhöht, wenn die Spannung an der Diode angelegt wird. Im Wesentlichen ist ein Varaktor eine spannungsgesteuerte variable Kondensator. Das schematische Symbol für einen Varaktor, am Rand gezeigt, sieht aus wie eine Kreuzung zwischen einer Diode und einem Kondensator.

Varaktoren kann in Oszillatorschaltungen verwendet werden, um einen Oszillator zu schaffen, die schneller, wenn die Spannung zunimmt vibriert. Diese Fähigkeit macht es für ein FM-Radio-Modulator ideal. Da die Spannung der Audioeingang zunimmt, nimmt die Kapazität des Varaktors erhöht und damit die Frequenz des Oszillators zunimmt. Wenn die Spannung abnimmt, verringert sich die Kapazität des Varaktors und damit auch die Frequenz des Oszillators.

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