Reguła przepustowości Carsona

W telekomunikacji reguła przepustowości Carsona określa przybliżone wymagania dotyczące przepustowości komponentów systemu komunikacyjnego dla sygnału nośnego , który jest modulowany częstotliwościowo przez ciągłe lub szerokie spektrum częstotliwości, a nie pojedynczą częstotliwość . Reguła Carsona nie ma zastosowania, gdy sygnał modulujący zawiera nieciągłości, takie jak fala prostokątna. Reguła Carsona wywodzi się z artykułu Johna Renshawa Carsona z 1922 roku.

Reguła przepustowości Carsona jest wyrażona zależnością:

$\ Displaystyle CBR = 2 (\ Delta f + f_ {m})}$

gdzie:

${\ displaystyle CBR}$ jest wymaganiem dotyczącym przepustowości;

${\ displaystyle \ Delta f}$ jest szczytowym odchyleniem częstotliwości ;

${\ displaystyle f_ {m}}$ to najwyższa częstotliwość sygnału modulującego.

Na przykład typowy dwukierunkowy sygnał radiowy VHF/UHF w trybie FM, z dewiacją szczytową 5 kHz i maksymalną częstotliwością audio 3 kHz, wymagałby w przybliżeniu szerokości pasma 2 * (5 kHz + 3 kHz) = 16 kHz.

Standardowa transmisja stereofoniczna FM , z odchyleniem szczytowym 75 kHz, ma najwyższą częstotliwość modulacji (która łączy L + R i LR) wynoszącą 53 kHz. Większość energii mieści się zatem w przybliżonym paśmie 2 * (75 + 53) = 256 kHz. (Geograficznie bliskim nadajnikom FM prawie zawsze przypisuje się nominalne częstotliwości środkowe oddalone od siebie o co najmniej 400 kHz).

Reguła szerokości pasma Carsona jest często stosowana do nadajników , anten , źródeł optycznych, odbiorników , fotodetektorów i innych elementów systemu komunikacyjnego.

Każdy sygnał z modulacją częstotliwościową będzie miał nieskończoną liczbę wstęg bocznych, a zatem nieskończoną szerokość pasma, ale w praktyce cała znacząca energia wstęgi bocznej (98% lub więcej) jest skoncentrowana w szerokości pasma określonej przez regułę Carsona. Jest to przydatne przybliżenie, ale ustawienie arbitralnej definicji zajętej przepustowości na 98% mocy nadal oznacza, że ​​​​moc poza pasmem wynosi około ${\ displaystyle 10 \ log \ lewo ( {\frac {0.98}{0.02}}\right)\około 17\;\mathrm {dB} }$ mniej niż nośna wewnątrz, dlatego reguła Carsona jest mało przydatna w planowaniu widma .

• Ten artykuł zawiera materiały należące do domeny publicznej z normy federalnej 1037C . Administracja usług ogólnych . Zarchiwizowane od oryginału w dniu 2022-01-22.
•   Leon W. Couch II , „ Systemy komunikacji cyfrowej i analogowej, wydanie 6 ”, Prentice-Hall, Inc., 2001 . ISBN 0-13-081223-4