変調計算機

変調は低周波の情報信号を高周波の搬送波に載せ、効率よく伝送する技術です。ラジオ、テレビ、テレメトリー、無線リンク、多くの測定システムは搬送波の振幅、周波数、位相を制御して変化させます。本計算機は三つの代表的なアナログ方式を比較し、無次元の変調指数、推定占有帯域幅、実用的な周波数の上下限を示します。 振幅変調では、搬送波の振幅が情報信号の波形に応じて変化します。単一正弦波の場合、AM 変調指数は情報信号振幅を搬送波振幅で割った値です。指数 0.5 は 50% 変調を表し、一を超えると過変調となり、通常の受信機で包絡線ひずみが生じる場合があります。一般的な両側波帯 AM は搬送波周波数に情報信号周波数を加減した位置に成分を作るため、帯域幅は最高情報信号周波数の二倍です。 周波数変調では、搬送波の瞬時周波数が公称値の上下に変化します。FM 変調指数は最大周波数偏移を情報信号周波数で割った値です。理論上は無限の側波帯が生じますが、カーソンの法則では信号電力の大部分を含む帯域幅を、最大偏移と最高情報信号周波数の和の二倍と推定します。本計算機は変調指数を使う等価な式を実装しています。チャネル計画で広く使われる推定ですが、規制のスペクトルマスクや実際の信号スペクトルによって余裕が必要です。 位相変調は情報信号に比例して搬送波位相を変化させます。変調指数はラジアンで表す最大位相偏移です。単一音の PM では最大周波数偏移が位相指数と情報信号周波数の積となるため、カーソンの法則による帯域幅は情報信号周波数に一と位相指数の和を掛け、さらに二倍した値です。FM と PM は密接に関連する角度変調ですが、偏移の情報信号周波数への依存性が異なります。 一つのフォームで比較できるよう、すべての方式で搬送波と情報信号の振幅欄を表示します。振幅が AM 指数を決め、FM は入力された周波数偏移、PM は最大位相偏移を使います。周波数の入力も表示される上下限もキロヘルツです。上下限は搬送波を中心とする対称な計画用境界であり、個々の離散側波帯を列挙したものではありません。 通信の基礎問題、送信機の確認、チャネル間隔の見積もり、信号処理教育に使えます。実際の信号には複数の情報信号周波数、フィルタリング、プリエンファシス、雑音、非線形効果が含まれることがあります。その場合は有意な最高変調周波数を使い、スペクトラムアナライザーや適用される通信規格で推定を確認してください。