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邊帶

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AM信號頻率之功率示意圖。
要點:fc是載波頻率英語Carrier frequency,fm是最大調製頻率

無線電通信中,邊帶(英語:sideband)是比載波頻率英語Carrier frequency更高或更低的頻率帶,所含功率為調製的結果。邊帶由載波外的調製信號的所有傅里葉分析組成。所有形式的調製都產生邊帶。

載波信號振幅調變通常導致兩個鏡像邊帶。載波頻率以上的信號分量構成上邊帶(upper sideband,USB),載波頻率以下則是下邊帶(lower sideband,LSB)。在常規的AM傳輸中,有兩個邊帶的載波及邊帶有時稱為雙邊帶(double sideband)調幅(DSB-AM)。

在某些形式的AM中,載波可以被移除,產生雙邊帶抑制載波傳輸DSB-SC)。一個例子是在38 kHz子載波英語Subcarrier的立體聲調頻廣播(FM)上傳輸的立體聲差異(L-R)信息。接收機在本地通過將特殊的19 kHz導頻音英語Pilot signal加倍來重新生成子載波,但在其他DSB-SC系統中,載波可以直接從邊帶根據科斯塔斯循環英語Costas loop平方循環英語squaring loop生成。這在諸如相位偏移調變(BPSK)等信號持續存在的數字傳輸系統中很常見。

邊帶在AM廣播的時頻譜中很明顯(載波以紅色顯示,兩個鏡像音頻頻譜(綠色)是下邊帶和上邊帶)。

如果一個邊帶使用其他邊帶的剩餘部分,它被稱為殘留邊帶,這大多用在電視廣播,否則將占用不可接受的帶寬量。僅發送一側的邊帶被稱為單邊帶調製(SSB)。SSB是短波收音機上短波廣播外的主要語音模式。由於多邊帶為鏡像,所以使用哪側邊帶是習慣問題。

在SSB中,載波被抑制英語Suppressed carrier,不影響邊帶中的信息而顯著減少電功率(最多12dB)。這樣能夠更有效地使用發射機功率和RF帶寬,但接收機必須使用拍頻振盪器以重組載波。觀察SSB接收機的另一種方式是作為RF到音頻頻率的轉換器英語Transposition (music):在USB模式中,撥號頻率從每個無線電分量中減去以產生相應的音頻分量,而在LSB模式中,每個輸入無線電頻率分量從撥號頻率中減去。

邊帶也可以干擾臨近信道英語Adjacent channel。與相鄰信道重疊的邊帶部分必須被濾波器抑制,在調製前或調製後(通常兩者都會)。在廣播頻帶英語Broadcast band頻率調製(FM)中, 子載波英語Subcarrier在75 kHz以上的被限制到小的調製百分比,並且禁止在99 kHz以上共同保護±75 kHz 正常偏差英語Frequency deviation和±100 kHz 信道邊界。業餘無線電和公共服務FM發射機通常利用±5 kHz偏差。

在納米機械系統中

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當系統處於非線性振動狀態時,噪聲擠壓效應的頻譜響應會在驅動頻率兩側對稱位置形成邊帶,通常被稱為:噪聲邊帶(noise sideband)。在不引入額外噪聲的情況下在頻譜響應中檢測到的該邊帶則稱為:熱噪聲邊帶(thermal noise sideband)。通過在低頻段(通常小於數kHz)對系統引入周期性微小擾動(可以理解為頻率-振幅調製,Frequency-amplitude modulation),即可在驅動頻率附近形成參量調製的反諧振邊帶 (Antiresonance sideband)[1]

參見

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參考資料

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常規
  1. ^ Fan Yang; Mengqi Fu; Bojan Bosnjak; Robert H. Blick; Yuxuan Jiang; Elke Scheer. Mechanically Modulated Sideband and Squeezing Effects of Membrane Resonators. Physical Review Letters (APS). Published 26 October 2021, 127 (18): 184301 [2022-05-21]. doi:10.1103/PhysRevLett.127.184301. (原始內容存檔於2022-05-21).