Điều chế Tần số (Frequency Modulation – FM)
- Thứ sáu - 25/01/2013 10:28
- |In ra
- |Đóng cửa sổ này
o Nguyên lý điều chế cơ bản
Điều chế Tần số được sử dụng ngày càng rộng rãi hơn bởi tính ổn định của nó và đồng thời cũng có thể mang được Thông tin nhiều hơn.
Có thể định nghĩa một cách đơn giản về Điều chế Tần số hay được gọi là Điều Tần – Frequency Modulation (FM) là một phương thức điều chế mà Tần số của Sóng mang sẽ bị thay đổi phụ thuộc vào Biên độ của Thông tin nguồn như hình dưới đây:
Đặc biệt, Điều chế Tần số cũng như Điều chế Biên độ là hai phương thức Điều chế Tín hiệu liên quan đến Tần số được lấy làm căn bản và cơ sở của những phương thức Điều chế khác như FSK, ASK, PSK, QAM…
Tuỳ theo kiểu điều chế mà sự phụ thuộc giữa Tín hiệu điều chế (FM Signal) với Thông tin nguồn sẽ có thể khác nhau. Ví dụ, khi đã được điều chế thì Tín hiệu đã được điều chế có thể nhận được một trong ba hệ thức xác định dưới đây:
Trên cơ sở đó, mô hình dưới đây mô tả cho thấy sự phụ thuộc Tần số của Tín hiệu đã được điều chế bởi sự thay đổi của Thông tin nguồn:
Hình bên cho thấy rằng: Ứng với lúc Thông tin có mức bằng 0 thì Tần số của Tín hiệu được điều chế luôn đúng bằng F0. Khi Thông tin có mức Biên độ cao nhất thì Tần số của Tín hiệu được điều chế cũng trở nên lớn nhất và tạo nên sự thay đổi ‘nhanh’ và ‘chậm’ của các Bước sóng.
o Hiệu ứng Điều Biên
Bên cạnh đó, quá trình Điều chế FM không chỉ gây nên sự Biến đổi Tần số của Sóng mang theo sự điều biến Biên độ của Thông tin nguồn mà ngay cả Biên độ của Tín hiệu được điều chế cũng bị biến đổi theo mặc dù trên phương diện lý thuyết thì Biên độ của Tín hiệu FM coi như không đổi mà chỉ thay đổi Tần số theo Biên độ của Thông tin nguồn mà thôi.
Thế nhưng, khi Tần số của Tín hiệu FM bị thay đổi thì mức cộng hưởng của các Bộ lọc cũng thay đổi theo dẫn đến sự suy biến Biên độ Cộng hưởng của các Tần số được chọn và gây nên Hiệu ứng Điều Biên như mô tả ở hình dưới đây (Sine Wave)…:
Ngoài ra, việc Điều chế Tần số còn gây nên các Sóng hài bậc cao như mô tả trên đây.
Trong đó, đặc biệt là đối với việc điều chế các Thông tin nguồn ở dạng Sóng Xung Vuông (Pulse FM) thì nó luôn tạo ra các Hài có năng lượng rất cao còn nếu Thông tin nguồn là một Sóng Sin thì gần như không có các Sóng Hài kèm theo vì thế Nguồn Thông tin dưới dạng Sóng hình Sin được gọi là Nguồn Thông tin sạch nhất.
Hay nói cách khác, nhược điểm lớn nhất của Công nghệ Số là gây nên sự Trải phổ làm nhiễu loạn cho Môi trường truyền Sóng Vô tuyến.
o Ứng dụng của Điều chế Tần số
Cho đến nay, Điều chế FM không chỉ được áp dụng rộng rãi trong Truyền thanh, Truyền hình Vô tuyến mà nó còn được sử dụng để điều chế Tín hiệu cho Truyền thông Cáp quang như hình mô tả dưới đây:
