Что такое девиация частоты радиопередатчика радиостанции

Что такое девиация частоты радиопередатчика радиостанции

Компьютерная техника, радиоэлектроника, электрика

Частотная модуляция

Другим распространенным типом модуляции, применяемым в радиосвя­зи, является частотная модуляция (ЧМ), при которой частота несущей изменяется в соответствии с модулирующим сигналом (рис. 15.1).

Рис. 15.1. Частотная модуляция.

Обратите внимание, что амплитуда несущей остается постоянной, а частота изменяется.

Девиация частоты

Девиация частоты есть степень изменения частоты несущей при измене­нии уровня сигнала на 1 В. Девиация частоты измеряется в килогер­цах на вольт (кГц/В). Предположим, например, что несущая с частотой 1000 кГц должна быть промодулирована сигналом в виде меандра с ам­плитудой 5 В (рис. 15.2). Предположим также, что девиация частоты равна 10 кГц/В. Тогда во временном интервале от А до В частота не­сущей увеличится на 5 · 10 = 50 кГц (произведение амплитуды сигнала на девиацию частоты) и станет равной 1000 кГц + 50 кГц = 1050 кГц. Во временном интервале от В до С частота несущей изменится на ту же величину, а именно на 5 · 10 = 50 кГц, но на этот раз в отрицательную сторону с уменьшением частоты несущей до 1000 – 50 = 950 кГц.

Рис. 15.2. Частотная модуляция несущей сигналом в виде меандра.

Максимальная девиация

Изменение частоты несущей при изменении уровня сигнала должно быть ограничено некоторой максимальной величиной, превышение которой не­допустимо. Эта величина называется максимальной девиацией. Напри­мер, при ЧМ-передачах радиостанции Би-би-си используется девиация частоты 15 кГц/В и максимальная девиация 75 кГц. Максимальная ве­личина модулирующего сигнала определяется максимальной допустимой девиацией.

Максимальная девиация ±75

Максимальный сигнал = —————————————— = —— = ±5 В

Девиация частоты 15

или, другими словами, 5 В в положительную или отрицательную область.

Боковые частоты и ширина полосы

Если несущая промодулирована по частоте гармоническим сигналом, образуется неограниченное число боковых частот. Амплитуды боковых Компонент постепенно уменьшаются по мере отдаления частоты этих ком­понент от частоты несущей.

Таким образом, для размещения всех боковых частот ширина полосы частот ЧМ-системы должна быть бесконечной. На практике малые по амплитуде боковые компоненты ЧМ-сигнала могут быть отброшены без внесения каких-либо заметных искажений. Например, ЧМ-передачи ра­диостанции Би-би-си ведутся с использованием полосы частот шириной 250 кГц.

Сравнение AM— и ЧМ-систем модуляции

1. Амплитуда несущей Изменяется вместе Остается

с сигналом постоянной

2. Боковые частоты Две для каждой Бесконечное

частоты в спектре число

3. Ширина занимаемой 9 кГц 250 кГц полосы частот

4. Диапазон частот ДВ, СВ. KB УКВ

Преимущества частотной модуляции

Радиовещание с использованием ЧМ имеет следующие преимущества по сравнению с АМ-передачей программ.

1. В системе с ЧМ обеспечивается лучшее качество звучания. Это свя­зано с большой шириной полосы частот ЧМ-сигнала, охватывающей гораздо большее число гармоник.

2. При ЧМ-передаче достигается очень низкий уровень шума. Шум — это нежелательные сигналы, которые появляются на выходе обычно в форме изменения амплитуды несущей. В ЧМ-системе эти сигналы легко устраняются путем двустороннего ограничения амплитуды не­сущей. Информация, которую несет изменяющаяся частота, при этом полностью сохраняется.

В этом видео рассказывается о частотной модуляции:

Источник

О радиоконтроле девиации частоты

О радиоконтроле девиации частоты.

Аннотация. В статье рассматривается состояние существующей нормативной документации по требованиям к девиации частоты излучений передатчиков ОВЧ ЧМ звукового вещания и результатам квазисинхронных измерений девиации радиоизлучений и радиоколебаний, выполненных сотрудниками Пермского филиала ».

В ПТЭ-2001 ч1. телевидение, в п11.2.3 отмечается: « Внимание. В практике телевизионного вещания имеются случаи, когда при передаче рекламных вставок максимальный уровень превышает номинальный на 1-2 дБ. Это недопустимо, так как при этом перегружаются модуляторы передатчиков и… появляются нелинейные искажения звукового сигнала».

п 8.1.9. « Устанавливаются ограничители на выходе ТФП ( в центральной аппаратной и эфирной аппаратной) для защиты от перегрузок».

п. 8.1.10. « Допускаются единичные случаи превышения уровня модулирующего сигнала на 3 дБ».

п. 8.3.2. «При этом квазипиковый уровень должен быть

и на 5-6 дБ меньше нормированных значений, если сигнал подвергался предварительной обработке».

п.9.2.3. « Браком считается:

— занижение на –6 дБ (50%),

— завышение на 1 дБ (10%) после ограничителя номинального значения максимального уровня передачи более 1 мин – на речи или более 3 мин – на художественных фрагментах.

В ГОСТ 7845 –92 п. 1.4.5. указано, что модуляция несущей звукового сопровождения – частотная сигналом звукового сопровождения с максимальной девиацией 50 кГц с применением предыскажений (подъем высоких частот) сигнала звукового сопровождения с номинальным значением постоянной времени 50 мкс.

Предусматриваемые ПТЭ-2001 в п. п. 8.1.9, 8.1.10, 8.3.2. меры по установке в передатчики ограничителей (лимиттеров) инерционного типа, защищающих НЧ вход модулятора от перегрузки, меры по применению специальных методов компрессирования входного сигнала, рекомендаций по контролю показаний квазипиковых измерителей уровня на музыкальных фрагментах и при прокрутке рекламных роликов и другие требования и рекомендации полностью игнорируются радиовещательными компаниями по экономическим соображениям.

Радиоконтроль девиации частоты излучения в штатном режиме работы передатчиков осуществляется радиочастотными службами в основном с использованием автоматизированных средств. К таким средствам относятся спектроанализаторы Agilent E4402-E4407, измерительная установка ИУ2 Ирга, региональная система радиоконтроля «Навигатор». Ниже обсуждаются некоторые результаты радиоконтроля параметров излучения, выполненные сотрудниками Пермского филиала » в гг.

За 1,5 года работы лишь 2 раза девиация частоты этой РВС оказалась в пределах нормы. Среднее значение девиации равнялось 110,8 кГц при среднеквадратическом отклонении 27,6 кГц. Аналогичная картина существует и с девиацией несущей частоты канала звукового сопровождения телевизионных станций.

К числу основных параметров излучений РЭС, контролируемых по полю, кроме девиации, относится: отклонение частоты несущей, ширина занимаемой полосы частот и уровень сигнала на входе приемника. Если в отношении контроля отклонения частоты несущей серьезных разногласий между контролирующими органами и владельцами РЭС нет, то по остальным параметрам излучений существуют. Утвержденные методики контроля этих параметров отсутствуют, а нормы или противоречивы в различных документах или просто отсутствуют.

Для устранения этого надо (в надежде на централизованное решение для всей России):

1. разработать и утвердить нормы на параметры излучений, которые можно будет использовать при контроле радиопередатчиков различных типов в штатном режиме работы,

2. разработать методы и методики проведений измерений «по полю» в штатном режиме работы передатчиков,

3. после экспериментальной проверки и отработки аттестовать методики выполнения измерений на станциях радиоконтроля установленным порядком.

Однако, централизованное решение, например, второй задачи будет очень длительным и мало эффективным поскольку учесть специфику всех регионов России при этом решении очень сложно. Более целесообразно решать эту задачу в регионах при общей руководящей роли центра ( например, НИИРадио). В данном случае речь идет о проведении квазисинхронных измерений параметров радиоизлучений «по полю» и радиоколебаний по тракту по согласованной (но разработанной, например, центром) с крупными операторами методике. Результаты таких квазисинхронных измерений (при наличии утвержденных норм на параметры излучений) могут быть положены в основу согласованных методик радиоконтроля параметров радиоизлучений в штатном режиме работы передатчика.

1. О ширине полосы при приеме частотно-модулированных сигналов, необходимой для отсутствия нелинейных искажений, ж. Радиотехника, № 5, 1948г

Источник

Что такое девиация частоты радиопередатчика радиостанции

В приёмнике это проявляется следующим образом: чем больше девиация, тем больше по
амплитуде демодулированный сигнал на выходе частотного детектора.

Девиация сигнала совместно с максимальной частотой модуляцией задают частотную
полосу излучения передатчика и полосу пропускания приёмника. Учитывая то, что изменение
несущей частоты передатчика при угловой модуляции изменяется симметрично на величину
суммы максимальных частот девиации и модуляции в сторону повышения и понижения, частотная полоса передатчика и приёмника будет равна удвоенному значению этой суммы.

Теперь остановимся на вопросе о том, какая же девиация должна быть?
Увеличение девиации увеличивает уровень демодулированного сигнала в приёмном тракте,
что облегчает дальнейшую его обработку.
Но это приводит к расширению спектра излучения передатчика. Соответственно
необходимо расширять и полосу приемника. Это увеличивает принимаемую мощность шума на
входе частотного детектора, в то время как мощность ЧМ сигнала остается постоянной и не
зависит от девиации. В результате повышается пороговое отношение «сигнал/принимаемый шум», при работе ниже которого в детекторе приемника сигнал подавляется шумом и дальность связи падает. Но самое главное то, что для связных радиостанций регламентируется частотный диапазон работы, который нельзя превышать, чтобы не мешать работе соседних радиостанций.
Уменьшение девиации уменьшает уровень демодулированного сигнала в приёмном тракте,
что тоже усложняет его обработку из-за увеличения отношения «сигнал/внутренний шум» по
причине малого значения уровня полезного сигнала.
С учётом того, что для разборчивой передачи голоса в связных радиостанциях считается
достаточно передавать частоты 300-3000 герц и при установленной ГОСТ 12252 ширине полосы частот излучения передатчика18 кГц девиация частоты для этого случая может составлять не более 6 кГц. Реально она должна быть несколько меньше из-за возможной нестабильности параметров схемы. ГОСТ 12252 «Радиостанции с угловой модуляцией сухопутной подвижной службы» регламентирует максимальную девиацию частоты передатчика не более 5 кГц.

Девиацию частоты передатчиков связных радиостанций, параметры которых
устанавливаются указанным ГОСТом, возможно измерить при помощи переносного
радикоммуникационного тестера РСТ-430. Спектр применения данного прибора довольно широк и не ограничивается только лишь измерением девиации частоты. Данный факт, а также
портативность РСТ-430 позволяют облегчить работу любому радиоинженеру или персоналу,
эксплуатирующему технику радиосвязи. Например, для проверки параметров радиостанции РС-46МЦ Красноярской дирекцией связи, которая входит в состав «Центральной станции связи – филиал ОАО «РЖД» (ЦСС)», была разработана «Методика измерений основных параметров радиостанций РС-46МЦ с помощью радиокоммуникационного тестера РСТ-430».

Источник

Девиация частоты

Девиа́ция частоты́ — наибольшее отклонение мгновенной частоты модулированного радиосигнала при частотной модуляции от значения его несущей частоты. Эта величина равна половине полосы качания, т. е. разности максимальной и минимальной мгновенных частот. При больших индексах модуляции полоса качания и ширина спектра ЧМ-сигнала приблизительно равны. Единицей девиации частоты является герц (Hz, Гц), а также кратные ему единицы.

Содержание

Другие величины, характеризующие ЧМ

Метрологические аспекты

Измерения

Эталоны

Литература

Ссылки

См. также

Полезное

Смотреть что такое «Девиация частоты» в других словарях:

девиация частоты — 3.15 девиация частоты: Наибольшее отклонение частоты модулированного радиосигнала при частотной модуляции от значения его несущей частоты. Источник: РД 45.298 2002: Оборудование аналоговых транкинговых систем подвижной радиосвязи. Общие… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Девиация частоты — отклонение частоты колебаний от среднего значения. В частотной модуляции (См. Частотная модуляция) Д. ч. обычно называют максимальное отклонение частоты. От значения его существенно зависит состав и значения амплитуд составляющих спектра… … Большая советская энциклопедия

Девиация частоты — 1. Наибольшее отклонение частоты модулированного сигнала от значения несущей частоты при частотной модуляции Употребляется в документе: ОСТ 45.159 2000 Отраслевая система обеспечения единства измерений. Термины и определения … Телекоммуникационный словарь

девиация частоты (фазы) прибора СВЧ — девиация частоты (фазы) Δfдев (Δφдев) Наибольшее изменение рабочей частоты (фазы) генерируемых или усиливаемых колебаний прибора СВЧ при частотной (фазовой) модуляции. [ГОСТ 23769 79] Тематики приборы и устройства защитные СВЧ… … Справочник технического переводчика

Девиация частоты (фазы) прибора СВЧ — 170. Девиация частоты (фазы) прибора СВЧ Девиация частоты (фазы) Frequency (phase) deviation Δfдев (Δφдев) Наибольшее изменение рабочей частоты (фазы) генерируемых или усиливаемых колебаний прибора СВЧ при частотной (фазовой) модуляции Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Девиация частоты «вниз» — 31. Девиация частоты «вниз» Пиковое отклонение «вниз» закона модуляции при частотной модуляции. Примечание. Если fgв = fgн = fg как, например, при гармоническом законе модуляции, то величина fg называется девиацией частоты Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Девиация частоты «вверх» — 30. Девиация частоты «вверх» Пиковое отклонение «вверх» закона модуляции при частотной модуляции где переменная составляющая закона модуляции при частотной модуляции; f(t) закон модуляции при частотной модуляции (мгновенная частота); … … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Девиация частоты «вверх» — 1. Пиковое отклонение «вверх» закона модуляции при частотной модуляции Употребляется в документе: ГОСТ 16465 70 Сигналы радиотехнические измерительные. Термины и определения … Телекоммуникационный словарь

Девиация частоты «вниз» — 1. Пиковое отклонение «вниз» закона модуляции при частотной модуляции Употребляется в документе: ГОСТ 16465 70 Сигналы радиотехнические измерительные. Термины и определения … Телекоммуникационный словарь

абсолютная девиация частоты — (абсолютная) девиация частоты [IEV number 314 08 07] девиация частоты Наибольшее отклонение частоты модулированного сигнала от значения несущей частоты при частотной модуляции (ОСТ 45.159 2000.1 Термины и определения (Минсвязи России)).… … Справочник технического переводчика

Источник

Записки программиста

Памятка по частотной модуляции

Когда пытаешься нормально понять частотную модуляцию, возникает много вопросов. От чего зависит полоса ЧМ-сигнала? Как измерить девиацию частоты? Какие существуют схемы модуляции и демодуляции ЧМ? Давайте же во всем разберемся.

Нагляднее всего изображать ЧМ не во временной области (time domain), как это делают обычно, а в частотной (frequency domain):

Здесь в качестве приемника использован RTL-SDR v3 с программой Gqrx. Сигнал получен при помощи генератора сигналов. Частота несущей — 145.500 МГц, а модулирующего сигнала — 1 Гц. За счет низкой частоты, последний отчетливо виден на спектрограмме. В приведенном примере мгновенная частота (instantaneous frequency) изменяется на ±5 кГц от частоты несущей. Говорят, что девиация частоты равна 5 кГц.

Амплитуда ЧМ-сигнала не несет никакой информации. Помимо прочего, это позволяет использовать более эффективные УМ классов C, D и так далее. Девиация тоже не несет информации. Это просто параметр данного вида модуляции. Девиацию можно изменить, скажем, на 2 кГц, и сигнал будет звучать точно так же. Информацию несет только изменение мгновенной частоты.

Практический метод измерения девиации продемонстрирован в видео How to Measure FM Frequency Deviation Using Carrier / Bessel Null, снятом Alan Wolke, W2AEW. На микрофон рации или трансивера подается аудио-сигнал с генератора. При этом измеряется уровень несущей результирующего сигнала. Необходимо найти минимальную частоту аудио-сигнала, при котором несущая окажется практически полностью подавлена.

Здесь рация Kenwood TH-D72A подключена через аттенюатор к анализатору спектра. Аудио-сигнал идет с генератора на динамик, а с него — на микрофон рации. Рация должна находиться на близком и фиксированном расстоянии от динамика. Несущая хорошо подавлена при частоте аудио-сигнала 1910 Гц.

4600 Гц. И действительно, в любительской радиосвязи используют ЧМ с девиацией около 5 кГц. Реальное значение обычно чуть меньше, порядка 4500-4800 Гц. На Си-Би используется девиация не более 2 кГц. У LPD-раций девиация не превосходит 5 кГц, а у PMR-раций — 2.5 кГц. Конкретные устройства могут использовать и меньшую девиацию, но обычно не менее 1 кГц. Вещательные FM-радиостанции имеют девиацию 50 кГц на частотах 65.9-74.0 МГц и 75 кГц на частотах 87.5-108.0 МГц.

Полосу ЧМ-сигнала принято определять по правилу Карсона:

Здесь Fdev — это девиация, а Fm — максимальная частота модулирующего аудио-сигнала. Например, в любительском радио полоса ЧМ-сигнала типично составляет:

… около 15 кГц. В этой полосе сосредоточено не менее 98% энергии сигнала. На предыдущем скриншоте изображен интервал в 30 кГц. Можно видеть, что часть сигнала попадает за пределы расчетной полосы. Но там уровень сигнала низок, поэтому этой частью пренебрегают.

Типичным частотным модулятором является недавно рассмотренный ГУН. Подпаяйте между потенциометром 10 кОм и резистором 100 кОм конденсатор на 10 нФ. Подайте через него аудио-сигнал с размахом 3 В. При питании схемы от 9 В вы получите ЧМ с девиацией 2 кГц. Увеличьте размах до 8.3 В, и девиация составит 5 кГц. Чтобы модулятор работал должным образом, постоянная составляющая управляющего напряжения не должна превышать 8.5 В.

Для демодуляции применяют простой ЧМ-детектор (он же slope detector), дискриминатор Фостера-Сили (Foster-Seeley discriminator), детектор отношений (ratio detector), квадратурный демодулятор (quadrature demodulator), а также демодулятор на основе ФАПЧ. Данные схемы заслуживают отдельных постов.

Источник