Warum belegen UKW-Radiosignale eine größere Bandbreite als AM?

Wenn ein 5-kHz-Basisbandsignal eine AM-Trägerwelle moduliert, werden die Seitenbänder um die Trägerwelle zentriert und das Signal belegt eine Bandbreite von 10 kHz. AM-Radio begrenzt die obere Modulationsfrequenz auf 5 kHz.

Aber FM-Signale erfordern eine Bandbreite von etwa 200 kHz für das gleiche Basisbandsignal. Warum ist das so?

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Antworten (1)

Das müssen sie nicht, Schmalband-FM belegt bei gleicher Audiobandbreite die gleiche Bandbreite wie AM. Die übertragene AM-Bandbreite ist auf das Doppelte der Audiobandbreite festgelegt.

FM mit großer Abweichung bietet jedoch Verbesserungen des Signal-Rausch-Verhältnisses über das hinaus, was für AM möglich ist. Außerdem sorgt es für den sogenannten Capture-Effekt, bei dem ein schwacher Sender in der Nähe eines stärker gewollten überhaupt nicht gehört wird, sondern nur schwächer gehört wird. Es lohnt sich also, den Hub und damit die übertragene Bandbreite von FM zu erhöhen, um eine höhere Qualität (sprich höhere Werbeeinnahmen ) zu erhalten.

Das ursprüngliche AM-Rundfunkband ist ziemlich schmal und hat keinen Platz für Breitband-FM-Kanäle, sodass FM-Rundfunk mit einer viel höheren Trägerfrequenz erfolgt.

@Neil_UK Stimmen Sie nicht vollständig zu, wie Sie FM von Audio mit begrenzter Bandbreite dazu bringen würden, dieselbe Bandbreite wie AM zu belegen (was mit dem ursprünglichen Audio-BW identisch ist) - würde das nicht im Grunde einen Modulationsindex von 0 erfordern? ham.stackexchange.com/questions/9096/…
Die Teile dieser Antwort, die sich damit befassen, dass die Audiobandbreite zur Frequenzabweichung hinzugefügt wird, sind nicht korrekt. Die Audiobandbreite erscheint als Ableitung der Frequenzmodulation. Die Modulationstiefe selbst wird durch den Audio-Dynamikbereich bestimmt.
Um die Geschäftsaussichten von Armstrong zu verschlechtern, wurde die FM-Zuteilung auf 88–108 MHz nach OBEN verschoben, obwohl die starken FM-Sender bereits in der Nähe von 50 MHz vorhanden waren. Und RCA hat Armstrong mit Händen und Füßen bekämpft.
@EJP Bessel-Funktionen sind in einer solchen Antwort fehl am Platz, aber Carsons Regel ist eine gute Zusammenfassung, siehe den Wikipedia -Artikel zur FM-Modulation für Carsons Regel, der sowieso die Tabellen der relevanten Bessel-Funktionen enthält. Beachten Sie den Unterschied zwischen dem Modulationsindex, der eine Funktion der Audioamplitude ist, und der übertragenen Bandbreite, die immer mindestens doppelt so groß ist wie die Audiobandbreite und deutlich mehr, wenn Breitband-FM verwendet wird.
@BruceAbbott Interessante Ressource, danke, mit Lesezeichen versehen. Aber es sind ein bisschen spezifische „Vorteile von FM gegenüber AM, 25 dBc SNR gegenüber künstlichen Störungen“, und es beginnt, unter Verbindungsfäule zu leiden, also 404s mit Bessel-Funktionen und Armstrongs Methode.
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Hinzu kommt, dass UKW-Radio Stereo unterstützt, also mindestens die doppelte Bandbreite (in der Praxis ist ein Kanal L + R und der andere LR, sodass Sie, wenn Sie Stereo nicht kennen, ein "originales" Monosignal erhalten würden). . Es hat auch einen zusätzlichen digitalen Kanal namens RDS (haben Sie sich jemals gefragt, wie Sie den Sender-/Songnamen in Ihr Autoradio bekommen? So). Dies passt auch in das 200-kHz-Band.
@sillyfly FM-Multiplex-Stereo wird im Wesentlichen in der gleichen Bandbreite wie Mono unterstützt, 200 kHz. Da die übertragene Bandbreite von der größeren Abweichung und Audiobandbreite dominiert wird, verdreifachen (nicht verdoppeln (L+R, 19-kHz-Pilot, LR-unteres Seitenband, unterdrückter 38-kHz-Differenzträger, LR-oberes Seitenband (und dann der 57-kHz-RDS-Kanal))). Audiobandbreite führt zu keiner signifikanten Erhöhung der übertragenen Bandbreite.