AM / FM은 음높이와 음량을 정확히 어떻게 전달합니까?

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AM / FM 변조에 관한 거의 모든 튜토리얼은 변조 신호를 단순한 톤 또는 연속 사인파와 같은 것으로 보여줍니다. 이제는 쉬우 며 AM의 경우 반송파를 통해 변조 신호를 엔벨로프 (envelope) 및 voila로 중첩하고 FM의 경우 지속적이고 일관되게 주파수를 변경합니다. 그러나 아무도 명백한 문제를 지적하지 않는 것 같습니다 ... 음성은 두 개의 개별 아날로그 데이터 스트림 인 피치, 즉 주파수와 음량을 모두 가지고 있습니다. 내가 본 튜토리얼도 설명도 필요하지 않은 다음 단계는 눈에 띄게 다음 단계를 취하여 두 가지 측면이 어떻게 한 가지 정도의 변화, 즉 AM의 진폭 또는 FM의 주파수를 취할 수있는 무선 체계를 통해 전송되는지 설명합니다.

TL; DR :

각각 하나의 변조 가능한 변수 만있는 AM 또는 FM 변조는 적어도 두 개의 별개의 아날로그 데이터 스트림 인 음성의 음조 및 음량을 모두 전달합니까?
라디오 변조에 대한 튜토리얼 / 비디오 / 쓰기에서 아무도이 문제를 해결하지 못하는 것 같습니다.

modulation fm amplitude-modulation

— aAaa aAaa
소스

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신호가 어떻게 변조되는지 이해합니까? 따라서 피치 (거의 말하기) 인 주파수와 진폭 ( "소리의 크기")이 있습니다. 이것들은 다른 스트림 이 아닙니다 . 이것들은 AM 변조 신호의 "봉투"인 동일한 "파도"의 일부입니다.

— Eugene Sh.

2

두 변조 방식 모두 오디오 신호의 모든 측면으로 반송파 진폭 또는 주파수를 변조하지만, 스테이션은 과도한 변조를 피하기 위해 오디오 압축을 사용하므로 심한 왜곡과 측 대역 노이즈가 발생합니다.

— Sparky256

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frequency, and loudness, which are two separate analog data streams... 정확하지 않습니다 .... 그것은 단지 하나의 아날로그 데이터 스트림입니다

— jsotola

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음성은 두 개의 개별 아날로그 데이터 스트림 인 피치, 즉 주파수 및 라우드니스를 모두 가지고 있습니다.

아니오. 초기에는 기압 변화 진폭이 볼륨 (그 순간)에 해당하고 변화율이 피치를 제공하는 음압 파의 하나의 아날로그 '스트림'으로 음성이 초기에 전송됩니다.

튜토리얼은 없습니다 ... 분명히 두 가지 측면이 한 가지 정도의 변화만을 취할 수있는 무선 체계를 통해 어떻게 전송되는지 설명하십시오 ...

AM 및 FM 변조 방식은 아날로그이며 아날로그라고 부릅니다. 왜냐하면 변조는 원래의 신호-음성 또는 음악과 비교하여 형용사 ( 특정 측면에서 비교할 수 있고 형형이 비슷 합니다)이기 때문 입니다.

그러나 나는이 다음의 명백한 질문이 왜이 튜토리얼과 설명을 만드는 사람들에게 결코 일어나지 않는 것처럼 보이는지 궁금합니다.

당신이 그것을 알아낼 때 당신을 위해 기회가있을 수 있습니다.

튜토리얼은 사인파 신호의 결과를 보여줍니다. 그렇지 않으면 다이어그램에서 합리적인 규모로 복잡한 신호의 변조를 볼 수 없기 때문입니다.

그림 1. Wikipedia 의 표준 AM에 대한 단순화 된 분석을 통해 요구 사항을 설명 할 수 있습니다.

그림에서 파형은 정현파가 아니라 임의 파형입니다. 진폭 변조는 신호 파형을 따릅니다. 그 이상은 없습니다. 마이크는 음성을 아날로그 전기 신호로 변환하고 변조기는 반송파도 유사하게 변조합니다.

— 트랜지스터
소스

12

아야 이제 알겠습니다. 나는 어리석은 느낌을 느낍니다 ... 그러나 확실히 튜토리얼이 두 번째 부분을 다루지 않고 복잡한 파도와 어떻게 작동하는지 보여주지 만 순간 진폭의 진폭 대 진폭의 변화 속도에 대한 부분을 완전히 놓쳤습니다. 실제 주파수 변화. 젠장 그리고 몇 년 동안 나는 그것을 얻지 못했습니다.

— aAaa aAaa

3

@ Sparky256 : AM 라디오는 1950 년대보다 훨씬 일찍 시작되었습니다. Wiki는 1920 년대에 광범위한 방송이 시작되었다고 말합니다. FM은 1933 년에 1934 년에 실험적인 방송으로 발명되었습니다.

— Peter Bennett

3

이것은 좋은 대답입니다! @aAaaaAaa; 이것을 이해하는 데 도움이 된 한 가지는 반송파가 전송되는 오디오와 비교할 때 얼마나 놀랍도록 빠른지 깨달았습니다 .

— bitsmack

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@bits : 나이가 들었을 때 나를 놀라게 한 것 중 일부는 AM 주파수 중 일부가 그다지 높지 않다는 인식이었습니다. 유럽 LW (장파) 대역은 148.5 kHz에서 시작하며 전송되는 최고 오디오 주파수의 10 배에 불과합니다. (LW 라디오에서 10kHz 오디오를 전송할 수 없습니까?)

— Transistor

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@Transistor nyquist는 AM의 최고 주파수보다 2 배 높은 반송파 만 필요하다는 것을 알려줍니다.

— 래칫 괴물

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라디오는 잊어 버리십시오. "전압"만있는 와이어를 통해 음성이 어떻게 전송된다고 생각하십니까?

요점은 "피치"및 "진폭"은 단일 값 시간 함수의 추상 매개 변수입니다. 실제로 단일 와이어에서 서로 다른 주파수로 많은 다른 신호를 중첩 할 수 있습니다. 이러한 복잡한 파형의 각 구성 요소에는 고유 한 주파수, 위상 및 진폭이 있지만 여전히 구별 할 수 있습니다.

AM 송신기에서 전압을 진폭으로 변환하고 FM 송신기에서 주파수로 변환 할 수 있습니다. 두 경우 모두, 신호는 수신기에 의해 처음에 변조를 생성 한 동일한 전압 파형의 복제물로 다시 변환 될 수 있습니다.

따라서 음성 (및 그 문제에 대한 음악)이 유선을 통해 전송 될 수 있다고 믿는 경우 무선 신호로 전송하는 것은 단순한 확장입니다.

— 데이브 트위드
소스

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실제로, 전선을 통한 전압을 잊을 수도 있습니다. 같은 방에서 한 사람의 입에서 다른 사람의 귀까지 소리가 어떻게 들립니까? 다시 말하지만, 그것은 시간에 따라 변하는 단일 값, 순간 기압입니다.

@besmirched : 페어 포인트, 그러나 이것은 EE 사이트이므로 주제에 대한 내 대답을 유지해야했습니다 :-)

— Dave Tweed

어쩌면 압력 카운트의 변화에 따라 입체 섬에 의해 생성 된 작은 전하가 있습니까?

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소리는 1 차원 시변 신호일뿐입니다. 마이크는 본질적으로 공기 압력의 변화를 지속적으로 추적합니다. 어느 시점에서나 이것은 단일 값입니다. 이 값은 반송파에 '변조'됩니다.

이 1 차원 시변 신호는 음량 및 피치 정보를 모두 전달합니다. 실제로는 여러 가지 다양한 음색에 대한 음량 및 음높이 정보를 동시에 하나의 시변 값으로 여러 악기 등에 동시에 포함 할 수 있습니다.

— alex.forencich
소스

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음성은 두 개의 개별 아날로그 데이터 스트림 인 피치, 즉 주파수 및 라우드니스를 모두 가지고 있습니다.

트랙에서인지 / 분석 방법 및 기타 진행 상황에 따라 둘 이상이 있습니다. My Bloody Valentine 노래에는 수백 개가 있을 수 있으며 개울에는 개울이 있으며 11 개로 이동합니다.

우리가하면 어떻게 강제 를 모두 하나 개의 데이터 스트림에 맞게?

왜냐하면 그것은 모든 것들이 공기의 매체로 들어갈 때 일어나는 일 입니다 . 이것은 모든 소리의 타고난 매체입니다. 하나의 데이터 스트림 만 처리 할 수 있으므로 압축이 적용됩니다.

공기 중에 마이크를 꽂아 파형을 얻으면 하나의 데이터 스트림을 얻게됩니다. Bilinda Butcher의 코러스에서 숨 막히는 트릴을 MP-41 Phase Compressor (특히)가 스택의 16 가지 다른 이펙트 페달 중에서 기타에 대해 한 일과 분리하는 것은 불가능합니다. 단일 스트림으로 압축 할 때 많은 고유성이 손실 되었기 때문입니다.

그럼에도 불구하고, 그것은 음악이 무엇이며, 우리는 그것을 좋아합니다.

이 하나의 마이크로폰 가능 스트림은 AM 또는 FM으로 인코딩되는 것입니다. 그것이 당신이 잃어버린 것입니다.

나는 스테레오를 무시 하고 있습니다. 그것은 그 자체입니다.

— 하퍼-복원 모니카
소스

5

간단한 AM 시스템에서 전송 된 신호는

엑스 (티) = 에이 (1 + 엠 (티)) 죄 ω_{기음} 티

$x(t) = A\left(1+m(t)\right) \sin\omega_c t$

$m(t)$

$m(t)$ $m(t)$

음악적 오디오 신호를 원한다면 주파수와 진폭이 다른 여러 톤을 합쳐서 멜로디 방식으로 변화시킵니다.

— 광자
소스

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음성은 두 개의 개별 아날로그 데이터 스트림 인 피치, 즉 주파수 및 라우드니스를 모두 가지고 있습니다.

"피치"/ "주파수", "음량"/ "진폭". 이 단어들은 소리 / 음성 / 음악 및 인간의 청각을 이해하기 위해 구성한 모델 에 속합니다 . 그러나 많은 현상을 여러 수준에서, 때로는 여러 수준에서 모델링하고 이해할 수 있습니다.

소리를 설명하는 또 다른 방법은 시간에 따라 변하는 단일 수량, 음압을 사용하는 것입니다. ( Dave Tweed의 답변 참조 ). 음압은 저수준 /보다 원시적 인 모델에 속하는 개념입니다. AM 또는 FM 라디오 변조가 전달하는 양이기도합니다.

왜 아무도이 눈부신 질문을 다루지 않는 것 같습니다 ...?

IMO는 저자와 교사가 특정 현상에 대한 하나의 특정 모델을 가르치는 데 집중하는 것이 일반적이며 다른 모델과 다른 수준의 이해가 있다는 사실을 잊어 버립니다. 주요한 관심을 가진 사람은 인간의 두뇌가 어떻게 음성이나 음악을 처리하는지 이해하는 것이 라디오 디자인에 관심이있는 사람과 비교하여 "실제로"소리가 무엇인지 완전히 이해하지 못하는 것입니다. 그리고 둘 다 충분히 닫힌 마음이라면 그들 중 어느 것이 옳은지에 대한 뜨거운 논쟁을 할 수 있습니다.

둘 다 맞지 않습니다. 소리는 실제로 그들 중 하나가 말하는 것이 아닙니다. 소리는 그저 그대로이며 이해하는 다른 방법이 있습니다.

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순간 신호 레벨은 1 차원 시변 변수 일 뿐이라는 것이 지적되었다. 왜 사인 신호로 귀찮게합니까? AM과 FM 모두 고주파 반송파 신호를 통해 대역 제한 신호를 전송하는 데 사용 되므로 가장 단순한 대역 제한 신호는 단일 주파수 만 있으므로 사인 신호입니다. AM은 주파수 확산과 관련하여 매우 간단하며 (측 파대 변조를 사용하여 용량을 두 배로 늘릴 수 있음) FM은 훨씬 더 흐릿하고 쌀 분포를 포함하며 변조 깊이에 따라 주파수가 부분적으로 확산됩니다.

어느 쪽이든, 반송파 주파수와 대역 제한 신호의 조합을 분석하기위한 가장 간단한 신호는 사인 신호로 남아 있습니다.

나는 왜 더 많은 임의 파형이 예제에서 전송 될 신호로 더 자주 사용되지 않는지 묻기위한 것이라고 생각합니다. 나는 그들이 왜 반송파가 사인파인지 묻고 있다고 생각하지 않습니다.

— Kyle A

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FM이이를 수행하는 방법은 아직 언급되지 않았습니다. 반송파 주파수에서 주파수 편차의 양은 진폭에 해당합니다. 높은 주파수는 양의 진폭이고, 낮은 주파수는 음의 진폭입니다. FM 신호의 변화율은 주파수에 해당합니다.

Wiki 기사에는 AM 및 FM 모두에 대한 동영상이 포함되어 있습니다.

https://en.wikipedia.org/wiki/Frequency_modulation

— rcgldr
소스

물론, 그것은 어떤 식 으로든 질문이나 근본적인 오해 를 다루지 않습니다 . 대답은 질문에 대답하거나 질문이 틀린 이유를 설명하고 접선적인 논평을하지 않아야합니다.

— Chris Stratton

@ChrisStratton-OP는 주파수 및 음량 정보의 전송 방법을 질문했습니다. AM에 대한 다른 답변이 이미 있기 때문에 내 답변은 FM에만 국한되었습니다. 진폭과 주파수가 관련되어 있다는 것은 음량 정보가 전송되는 방법을 설명하고 진폭 정보의 진폭이 변화하는 속도 정보가 주파수 정보가 전송되는 방법을 설명한다고 가정했습니다. 위키 기사의 애니메이션 이미지는 이것을 상당히 잘 보여줍니다.

— rcgldr

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일반적으로 신호에 대한 근본적인 오해를 지적하는 기존 답변 외에도 무언가를 지적하겠습니다. 당신은 쓰기:

AM / FM 변조에 관한 거의 모든 튜토리얼은 변조 신호를 단순한 톤 또는 연속 사인파와 같은 것으로 보여줍니다.

그렇습니다. 푸리에 정리 덕분에 일반화를 잃지 않고 완벽하게 괜찮습니다. 우리가 관심있는 대부분의 신호를 죄의 합으로 표현할 수 있습니다.

우리 장치 의 ( 순간 ) 선형성 은 더 복잡한 신호가 존재하는 경우에도 문제가 해결되도록 보장하는 단순한 사인에 대해 추론하는 것을 허용합니다. 선형성은 본질적으로 장치에 사인의 합계를 계산하는 것이 n 개의 사인을 n 개의 디바이스 에 공급 한 결과 .

— 토비아 테산
소스

내 대답에 푸리에에 대한 의견을 추가하는 것을 고려했지만 주기적 신호 만 다루고 일반 음악과 음성은 해당 범주에 맞지 않기로 결정했습니다.

— 트랜지스터

이것은 실제로 내 분야가 아니며 너무 깊이 들어가면 OP에 도움 이 될 것이라고 생각하지 않습니다 . 따라서 일부 핸드 웨이브는 괜찮다고 생각하지만 음성과 같은 비 주기적 신호는 조각으로 주기적으로 처리됩니다. 푸리에 정리를 활용하기 위해 그리고 우리는 여전히 Milli Vanilli의 MP3를 얻을 수 있습니다.

— Tobia Tesan

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나는이 있다는 것을 당신과 동의 두 개의 별도의 정보 구성 요소 음파, 피치 (주파수) 및 볼륨 (진폭)의이.

트랜지스터 응답의 그림 1에서 볼 수 있듯이 음파는 진폭이 변할뿐만 아니라 주파수 도 변 합니다. 사운드의 진폭은 반송파의 진폭을 조정하고 주파수는 반송파의 주파수를 조정합니다. 따라서 반송파에도 음파의 정보 구성 요소 가 모두 있습니다. 반송파가 복조 된 후, 원래 음파의 두 정보 성분이 복구된다.
바라건대 이것은 운송 업체의 기능에 대한 오해를 명확하게하고 2 개의 (1 도 아님) 가변성 이 있음을 분명히합니다 .

— 길
소스

내 그림 1을 다시 살펴보십시오. AM 주파수가 일정하다는 것을 알 수 있습니다. 변동성의 정도는 진폭입니다. 변조에 대한 이해가 부족합니다.

— 트랜지스터

당신은 포스터와 같은 실수를 저지르고 있습니다-진폭은 실제로 주파수와 분리 할 수 없으며, 주파수 성분의 강점 (및 위상) 만 가지고 있거나 달리 말하면 주파수가 아닌 경우에만 주파수가 존재합니다 제로 크기. 원래 실수를 실제로 이해하려면, 음색이 어떻게 전달되는지, 즉 클라리넷과 구별되는 트럼펫을 듣는 방법을 고려하십시오. 이것이 3 차 자유도입니까? 아니요. 주파수 성분 강도가 다른 믹스 일뿐입니다 (클라리넷에서는 오버톤이 누락 됨). 여러 악기 또는 여러 사람들이 한 번에 이야기하는 경우에도 마찬가지입니다.

— Chris Stratton

그러나 트랜지스터도 잘못되었습니다. AM 신호의 주파수는 정보 내용이 없다면 일정하지도 단수도 아닙니다. 정보 내용은 모두 중앙 또는 반송파 주파수 성분으로부터 주파수로 변위 된 측 파대에있다. 모든 반송파는보다 간단한 검출기를 허용하는 기준 역할을하며, 일정 주파수 반송파 구성 요소의 폐 전력이 제거 된 경우 (레거시 외부의 긴 일상적인 경우) 필요한 제품 검출기를 공급하는 로컬 발진기를 수동 또는 알고리즘 방식으로 조정해야합니다. 설정)

— Chris Stratton

@Transistor : 내가 말하는 주파수는 소리입니다. 파도의 왼쪽이 오른쪽 절반보다 높은 주파수를 가지고 있음을 분명히 알 수 있습니다. 소리의 주파수 (또는 진폭)가 일정하지 않습니다.

— Guill

@ 길 :하지만 그것은 당신이 말한 것이 아닙니다. " 소리의 진폭은 반송파의 진폭을 조절하고, 그 주파수 는 반송파 의 주파수를 조절합니다. "

— Transistor