FM:载波与调制器信号的合理比率真的会产生谐波频谱吗?

信息处理 调制 调频
2022-02-25 01:20:40

我已经读到在 FM 中,载波频率与调制器频率的所有有理比率都会在 FM 信号中产生谐波频谱。链接到我阅读的内容。

我不明白为什么会这样。例如,如果载波频率为 10Hz,调制器频率为 5Hz,则频谱将包括频率 15Hz、25Hz...,它们不是 10Hz 的整数倍。

对于某些比率,序列中的频率成“对”出现,比率 10:4 给出序列 2,4,8,10,14,16...,这看起来根本不像谐波序列.

这有什么证据?

1个回答

那篇论文(1973 年)是关于使用 FM(后来成为 Yamaha 非常流行的 FM 合成音频芯片)的更自然、简单和丰富的音频合成。

在这方面,与调制音调频率相比,载波频率非常低,这与通信应用不同。因此,旁瓣越过零频率边界并使用简单的三角函数反射回正频带。

看到这一点的另一种替代方法是使用傅里叶级数分析的正负频率版本(指数),以查看当载波频率不够低时负频率旁瓣穿透到正(反之亦然)频带。

请注意,由此产生的单音调制 FM 信号的贝塞尔频谱预测,载波周围的旁瓣将位于以下频率:

fn=fc±nfm
在哪里fc是载波频率,并且fm是单音调制器。如您所见,如果fc足够低,那么对于一些n, 分量在fn=fcnfm将小于0赫兹和将反映到正频率fr=nfmfc.

因此,从负频率反射的 FM 旁瓣和已经存在的旁瓣确实混合在一起,以创建最终的音频频谱,该频谱可能是谐波或非谐波,具体取决于载波频率和调制音调频率比。

这是在传统模拟合成器中产生谐波丰富的音频合成的真正方式。