什麼是模擬到模擬轉換(調製)?


它是用模擬訊號描述模擬資料的過程。模擬訊號的調製意味著將模擬訊號轉換為模擬訊號。這是必需的,因為傳送器的訊號是低通的,並且可能具有相同的範圍。例如,每個廣播電臺都有一個低通訊號,其範圍可能相同。為了避免訊號相互干擾,不同的電臺訊號必須將其低通訊號移至頻帶上不同的範圍。

該圖顯示了模擬資訊、模擬到模擬轉換硬體以及生成的模擬訊號之間的關係。

模擬到模擬調製可以透過以下三種方式實現:

調幅

在 AM 傳輸中,載波訊號被調製以根據調製訊號的幅度變化。

需要注意的是,在調幅中,載波的頻率和相位保持不變。幅度被修改以跟隨資料或訊息訊號的變化。該圖顯示了調幅過程的概念。可以觀察到,此處調製訊號變成了載波的包絡。

調幅 (AM) 訊號的頻寬

AM 訊號的頻寬與調製訊號頻寬的兩倍相同,並圍繞載波頻率覆蓋一個範圍,如圖所示。

圖表的線段稱為訊號的頻譜。通常,音訊訊號(即語音和音樂)的頻寬為 5 KHz。因此,可以得出結論,AM 廣播電臺需要至少 10 KHz 的頻寬。聯邦通訊委員會 (FCC) 為每個 AM 電臺分配了 10 KHz 的頻寬。

AM 電臺允許載波頻率在 530 KHz 到 1700 KHz(即 1.7 MHz)之間。但是,每個電臺的載波頻率應與其兩側的電臺的載波頻率至少相隔 10 KHz(一個 AM 頻寬),以防止干擾。例如,如果一個電臺的載波頻率為 1100 KHz,則下一個電臺的載波頻率不能低於 1110 KHz,如圖所示。

因此,AM 所需的總頻寬可以從音訊訊號的頻寬中確定:

$$B_{T}=2\times\:B_{A}$$

調頻

在 FM 傳輸中,載波訊號的頻率根據調製訊號的電壓電平變化(即幅度)進行調製(即變化)。

載波訊號的峰值幅度和相位保持不變,但隨著訊號幅度的變化,載波的頻率也相應地變化。該圖顯示了調製訊號、載波訊號和生成的 FM 訊號之間的關係。

FM 頻寬

FM 訊號的頻寬類似於調製訊號頻寬的 10 倍,並且像 AM 頻寬一樣,覆蓋以載波頻率為中心的範圍。該圖顯示了 FM 訊號的頻寬和陰影區域(頻譜)。立體聲廣播的音訊訊號(語音和音樂)的頻寬約為 15 KHz。因此,每個 FM 廣播電臺至少需要 150 KHz 的頻寬。

FCC 分配 200 KHz(0.2 MHz)以提供每個電臺的保護頻段的空間。FM 電臺被授予 88 到 108 MHz 之間的載波頻率。電臺應至少間隔 200 KHz 以防止其頻寬重疊。

其他部分保持未用,以避免兩個電臺之間相互干擾的可能性。假設 88 到 108 MHz 是一個範圍,則在一個區域內有 100 個潛在的 FM 頻寬,其中 50 個可以隨時工作。

FM 所需的總頻寬可以根據音訊訊號的頻寬確定。

立體聲音訊訊號的頻寬通常為 15 KHz。因此,FM 電臺至少需要 150 KHz 的頻寬。FCC 要求最小頻寬為至少 200 KHz(0.2 MHz)

$$f_{c}=電臺的載波頻率$$ fm_bandwidth.jpg

相位調製 (PM)

由於硬體要求更簡單,相位調製 (PM) 在某些系統中被用作頻率調製的替代方案。在 PM 傳輸中,載波訊號的相位被調製以跟隨調製訊號的變化電壓電平(幅度)。

載波訊號的峰值幅度和頻率保持一致,但隨著資料訊號幅度的變化,載波的相位也相應地變化。分析和結果(調製訊號)與頻率調製類似。

更新時間: 2021 年 5 月 4 日

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