为什么载波信号的频率不能低于消息信号

信息处理 频率 调制
2022-01-03 05:02:42

我知道为什么我们使用高频载波远距离发送消息信号,当频率低时,能量会明显低。为了增加信号的能量,我们需要增加频率。这是通过将消息信号与载波信号(高频)相乘来实现的。

认为,

Carrier signal frequency = 2800KHz
message signal frequency = 3KHz

两个生成的边带将是

2800 + 3 = 2803 KHz
2800 - 3 = 2797 KHz

最终,bandwidth信号的 是,

BW = 2803 - 2797 = 6KHz

这是载波频率较高的时候,我们注意到带宽只是调制信号最高频率的两倍。并且信号将很容易在接收端解调。

但是如果反过来会发生什么?

IE

Message signal frequency = 2800KHz
Carrie signal frequency = 3KHz

请解释会在这里发生吗?

4个回答
suppose, Carrier signal frequency = 2800KHz message signal frequency = 3KHz

然后你会得到一个在频率平面上看起来像这样的信号。 在此处输入图像描述

显然这不是按比例计算的,但你明白了。

but what will happen if it is reversed ?

i.e Message signal frequency = 2800KHz Carrie signal frequency = 3KHz

please explain would happen here ?

然后你会得到以下。 在此处输入图像描述

信号的正面和负面几乎完全重叠,因此相互扭曲到可能无法恢复的程度。由于 +/- 3 kHz 载波频率,将有 6 kHz 不重叠(尽管它们仍会因其他信号的滚降而失真),但其余部分将重叠。

To increase the energy of the signal we need to increase the frequency.

信号功率与提高信号频率无关。我认为您正在考虑光子,随着频率的提高,它们的能量确实会增加。通信信号,虽然它们(在一个非常非常低的水平上)由光子组成,但这不是问题,因为增加功率只是意味着增加更多的光子。

无论如何,只要说你不需要增加频率来增加信号功率就足够了。我们提高载波频率的原因如下:

  • 频谱可用性。您将信号发送到 FCC(或任何适用的管理机构)说您可以发送的地方。
  • 增加带宽。正如您问题的答案所示,要发送宽带信号,您需要更高的载波频率。
  • 天线的实用性。制作好的宽带天线很难(不可能?)。但是,天线的带宽与其中心频率成正比,因此增加载波频率可以更容易地制造出具有宽通带的优质天线。
  • 渠道特点。不同的频率以不同的方式表现。有些频率会被雨水吸收,有些频率会被雨水吸收。一些频率从电离层反弹,因此可以传播得比“视线”更远。

我想应该注意的是,在一些应用中,“载波”可能会“击败”高频信号以降低其频率。

例如,传感器可能会返回一个频率在 999KHz 和 1.001MHz 之间变化的信号。即使带宽(2KHz)不是特别宽,这对于传输任何距离来说都是一个尴尬的信号——需要同轴电缆。因此,人们可能会“击败”它,比如 998KHz 信号以产生 1-3KHz 的信号,而不是通过普通的音频/电话通道轻松传输。

(这样做的结果是,出于各种原因将信号“组合”在一起,您必须了解这些原因才能知道为什么某些组合比其他组合更“流行”。)

简单地说,相对较高的频率通常具有从 A 点移动到 B 点的能力,这与消息信号不同。运营商也有能力跨越messgae信号,但不是这样。这就是为什么它被称为载体,它就像公共汽车(载体)载人(数据或消息)并将他们从A点移动到B点。在正常情况下,当消息可以从我的嘴直接传递到你的耳朵时无需将信号嵌入载波顶部。

消息信号的带宽是多少?如果带宽足够窄并且中心频率足够高并且适合要使用的通道,那么您甚至不需要载波(对于某些调制方案可能是 0 Hz)。