
【计】 frequency modulation
【计】 FM
make; manufacture; restrict; system; work out
【计】 SYM
【医】 system
调频制(Frequency Modulation,简称FM)是一种通过改变载波信号的频率来传输信息的调制技术。在调频系统中,信息信号的幅度变化被转换为载波频率的瞬时偏移,而载波的幅度保持不变。这种调制方式具有抗噪声能力强、信号质量稳定等优势,广泛应用于广播通信、无线数据传输等领域。
载波频率调制
信息信号(如音频)控制载波频率的瞬时变化。例如,高频信息信号会使载波频率升高,低频信号则使其降低。数学表达为:
$$ s(t) = A_c cosleft(2pi f_c t + 2pi k_f int_0^t m(tau) , dtauright) $$
其中 (A_c) 为载波振幅,(f_c) 为中心频率,(k_f) 为频偏常数,(m(t)) 为调制信号。
抗噪声性能
与调幅(AM)相比,FM通过限幅器可消除幅度噪声干扰,且频率变化对信道衰减不敏感,显著提升信号信噪比。
带宽与频偏关系
根据卡森公式,FM信号带宽 (B approx 2(Delta f + f_m)),其中 (Delta f) 为最大频偏,(f_m) 为调制信号最高频率。例如,调频广播的 (Delta f = 75,text{kHz}),带宽约 (180,text{kHz})。
中文术语 | 英文术语 | 定义说明 |
---|---|---|
频偏 | Frequency Deviation | 载波频率相对于中心频率的最大偏移量 |
调制指数 | Modulation Index | 频偏与调制信号频率的比值((beta = Delta f / f_m)) |
预加重 | Pre-emphasis | 发送端提升高频分量以优化信噪比 |
捕获效应 | Capture Effect | 强信号抑制弱信号的接收机特性 |
权威参考来源:
- IEEE通信学会. 无线通信原理 [在线课程]. https://www.comsoc.org/education-training
- 麻省理工学院开放课程. 信号与系统 (MIT OpenCourseWare). https://ocw.mit.edu/courses/6-003-signals-and-systems-fall-2011/
- 《电子工程手册》第12版, McGraw-Hill出版, 第8章调制技术. ISBN 978-0071829419
- 蓝牙技术联盟. 核心规范v5.2 (Bluetooth SIG). https://www.bluetooth.com/specifications/specs/core-specification-5-2/
调频制(Frequency Modulation,简称FM)是一种通过改变载波信号的频率来传递信息的调制方式。以下是其核心要点:
调频制全称频率调制,其特点是保持载波振幅不变,而让瞬时频率随调制信号(如音频、数据)线性变化。例如,在调频广播中,音频信号通过改变载波频率实现传输。
直接调频
直接将调制信号输入压控振荡器(VCO),通过改变振荡回路中的电抗元件(如变容二极管)参数来实现频率变化。例如,变容二极管结电容公式为:
$$
C_j = frac{C_0}{(1 + frac{u_r(t)}{U_0})^gamma}
$$
其中$u_r(t)$为反向电压,$U_0$为偏置电压,$gamma$为材料系数。
间接调频
先对调制信号积分,再通过调相电路间接生成调频信号。这种方法利用调频与调相的数学关系,降低了对高频信号源稳定性的要求。
如需更深入的数学推导或电路设计细节,可参考来源中的调频波方程及变容二极管调频电路分析。
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