Mengapa sideband dibuat di AM dan FM?


9

Ketika sinyal dimodulasi ke pembawa dalam spektrum elektromagnetik, sinyal itu menempati sebagian kecil dari spektrum yang mengelilingi frekuensi pembawa. Ini juga menyebabkan sideband dihasilkan pada frekuensi di atas dan di bawah frekuensi pembawa.

Tetapi bagaimana dan mengapa sideband tersebut dihasilkan di AM dan FM dan mengapa ada begitu banyak sideband yang dihasilkan di FM sementara hanya dua yang dihasilkan di AM? Tolong berikan contoh praktis, karena saya sudah tahu bagaimana mereka dihasilkan secara matematis.

Yang saya tahu adalah, dalam domain waktu, ketika sinyal asli dimasukkan ke dalam sinyal pembawa, itu sebenarnya dikalikan dengan sinyal pembawa yang berarti bahwa dalam domain frekuensi sinyal asli dikonvolusi dengan sinyal pembawa. Kedua Sideband di AM sebenarnya adalah transformasi Fourier dari sinyal pembawa.

Apakah ini benar?


2
Jika tidak ada sideband yang dihasilkan, bagaimana orang bisa tahu perbedaan antara carrier termodulasi dan carrier tidak termodulasi?
Dilip Sarwate

@Effected By 'sidebands' apakah Anda mengacu pada spektrum pita-dasar, atau apakah Anda mengacu pada penggulingan lobus samping?
Spacey

maksudku sidebands yang dihasilkan freq. yang sama dengan perbedaan dan jumlah Carrier dan frekuensi sinyal
Sufiyan Ghori

Jika Anda tahu representasi matematis dari sinyal AM dan FM, maka Anda juga dapat menghitung spektrumnya menggunakan transformasi Fourier. Ini menggambarkan seperti apa bentuk sideband untuk setiap jenis modulasi.
Jason R

2
Menurut definisi hanya ada, paling banyak, dua sideband, satu di satu sisi pembawa dan satu di sisi lain. Bilah samping, seperti dijelaskan oleh hotpaw2, adalah tempat informasi sebenarnya berada, dan lebarnya sebanding dengan jumlah maksimum informasi yang dapat dibawa oleh saluran.
Daniel R Hicks

Jawaban:


8

Membawa informasi memerlukan bandwidth.

Untuk rasio S / N yang diberikan, memodulasi sinyal untuk membawa lebih banyak informasi akan memperluas bandwidthnya. Sebut bandwidth tambahan "band samping". Jika Anda tidak menambahkan band samping ke operator frekuensi tetap, Anda tidak dapat memperluas bandwidth, dan dengan demikian Anda tidak dapat mengirimkan informasi apa pun (selain dari keberadaan operator konstan).

Untuk AM, AM bukan PM (modulasi fase). Setiap bandwidth tambahan (seperti yang diperlukan untuk membawa informasi dalam sinyal modulasi) di satu sisi pembawa biasanya akan memiliki fase yang berbeda (perubahan fase sehubungan dengan waktu dari titik referensi) dari operator. Untuk menetralkan perbedaan fase ini, modulasi AM harus menambahkan beberapa bandwidth pencocokan tambahan di sisi yang berlawanan dari pembawa untuk membawa sinyal yang secara tepat akan membatalkan setiap pergeseran fase dari spektrum sisi pertama, sehingga AM tidak menjadi PM.

Dengan FM, memodulasi pembawa mengubah frekuensi sinyal ke frekuensi baru. Anda juga dapat memanggil frekuensi baru tambahan itu sehingga menghasilkan "band samping".


Bagaimana dengan modulasi VSB dan SSB?
CyberMen

SSB memungkinkan fase bergeser atau dimodulasi, sehingga tidak memerlukan redundan (dalam hal konten informasi) sideband berlawanan untuk membatalkan pergeseran fase.
hotpaw2

5

Saya menafsirkan pertanyaan sebagai berikut: Jika kita memodulasi pembawa dengan nada murni menggunakan AM, kita mendapatkan satu set sideband, tetapi jika kita memodulasi dengan modulasi fase, kita mendapatkan jumlah sideband yang tak terbatas, berjarak pada frekuensi modulasi. Mengapa?

Sangat mudah untuk melihat mengapa modulasi amplitudo pada frekuensi tunggal memberikan tepat dua sideband. Cukup gandakan ekspresi untuk AM:

y(t) = (1 + m cos(Ω t)) exp(i ω t)

y(t) = (1 + (m/2) ( exp(i Ω t) + exp(-i Ω t) )) exp(i ω t)

Di sini kita melihat bahwa kita mendapatkan sideband diimbangi oleh frekuensi modulasi Ω dari frekuensi pembawa ω.

Sekarang, modulasi fase. Saya merujuk Anda ke animasi ini (dihasilkan oleh skrip matlab ini ) dari diagram phasor:

Animasi Phasor modulasi fase

Seperti yang terlihat dalam animasi, sideband orde tinggi diperlukan untuk menjaga amplitudo dari fasor yang dihasilkan (berwarna merah) konstan dan dengan demikian menghasilkan modulasi fase murni. Anda dapat melihat bagaimana setiap pasang sideband orde tinggi diperlukan untuk memperbaiki penyimpangan dari busur lingkaran yang diperkenalkan oleh sideband orde bawah.


Cobalah beberapa kedalaman modulasi yang sangat tinggi dengan skrip matlab - sangat memukau!
nibot

2

Mencampur audio dengan carrier sama persis dengan mencampurkan sinyal yang masuk dengan osilator lokal untuk mendapatkan frekuensi menengah. Dalam kedua kasus Anda menghasilkan frekuensi asli, jumlah frekuensi, dan perbedaan antara dua frekuensi. Setiap kali Anda mencampur frekuensi, ini menghasilkan. Ketika dua orang bernyanyi bersama, hasil harmonik. Jika perbedaan antara catatan mereka ada dalam rentang yang dapat didengar, Anda akan mendengarnya. Saya telah mendengar kuartet bernyanyi, dan nada bass yang dalam muncul yang tidak dinyanyikan atau dimainkan.


1
Ketika dua orang bernyanyi bersama, harmonik terjadi? dan jika hanya orang yang bernyanyi, harmonik tidak dapat ditemukan?
Dilip Sarwate

Sangat menarik bagaimana sideband ini entah bagaimana muncul di FM hampir secara tak terduga dan tidak seintuitif hanya dengan menambahkan gelombang sinus bersama-sama. Saya kira sangat sulit untuk berpikir dalam domain Frekuensi sebagai seluruh dimensi yang saling terkait dengan domain waktu & amplitudo yang lebih akrab. Saya kira itu sebabnya mereka menyebutnya "lilitan"?
TrinitronX
Dengan menggunakan situs kami, Anda mengakui telah membaca dan memahami Kebijakan Cookie dan Kebijakan Privasi kami.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.