قاعدة كارسون لعرض النطاق الترددي

في مجال الاتصالات ، تحدد قاعدة كارسون لعرض النطاق الترددي متطلبات عرض النطاق الترددي التقريبية لمكونات نظام الاتصالات لإشارة حاملة يتم تعديل ترددها بواسطة طيف ترددي متصل أو واسع بدلاً من تردد واحد. لا تنطبق قاعدة كارسون بشكل جيد عندما تحتوي إشارة التعديل على انقطاعات، مثل الموجة المربعة. تعود أصول قاعدة كارسون إلى ورقة بحثية نشرها جون رينشو كارسون عام 1922. ^{[ 1 ]}

تُعبّر قاعدة كارسون لعرض النطاق الترددي عن طريق العلاقة التالية:

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

أين:

${\displaystyle CBR}$هو متطلب عرض النطاق الترددي؛

${\displaystyle \Delta f}$هو انحراف التردد الأقصى ؛

${\displaystyle f_{m}}$يمثل أعلى تردد في إشارة التضمين.

على سبيل المثال، تتطلب إشارة الراديو ثنائية الاتجاه VHF/UHF النموذجية باستخدام وضع FM، ^{[ 2 ]} مع انحراف ذروة 5 كيلو هرتز ، وتردد صوتي أقصى يبلغ 3 كيلو هرتز، عرض نطاق ترددي تقريبي يبلغ 2 × (5 كيلو هرتز + 3 كيلو هرتز) = 16 كيلو هرتز . 

يبلغ تردد التضمين الأقصى (الذي يجمع بين القناتين اليسرى واليمنى ) في البث الإذاعي القياسي بتقنية FM ستيريو ، بانحراف ذروة قدره 75 كيلوهرتز، 53 كيلوهرتز (بافتراض عدم وجود موجات حاملة فرعية RDS أو غيرها). وبالتالي ، تقع معظم الطاقة ضمن نطاق ترددي تقريبي قدره 2 × (75 + 53) = 256 كيلوهرتز . (عادةً ما تُخصص ترددات مركزية اسمية لأجهزة إرسال البث الإذاعي بتقنية FM المتقاربة جغرافيًا، بفارق لا يقل عن 400 كيلوهرتز).   

غالباً ما يتم تطبيق قاعدة عرض النطاق الترددي لكارسون على أجهزة الإرسال والهوائيات والمصادر الضوئية وأجهزة الاستقبال وأجهزة الكشف الضوئي ومكونات أنظمة الاتصالات الأخرى.

أي إشارة مُعدَّلة التردد ستحتوي على عدد لا نهائي من النطاقات الجانبية، وبالتالي عرض نطاق لا نهائي، ولكن عمليًا، تتركز كل طاقة النطاقات الجانبية المهمة (98% أو أكثر) ضمن عرض النطاق المحدد بقاعدة كارسون. يُعد هذا تقريبًا مفيدًا، ولكن حتى مع تحديد تعريف عرض النطاق المشغول بنسبة 98% من الطاقة، فإن الطاقة خارج النطاق لا تزال تُقدَّر بنحو 10%.${\displaystyle 10\log \left({\frac {0.98}{0.02}}\right)\approx 17\;\mathrm {dB} }$أقل من الناقل الداخلي، وبالتالي هناك حاجة إلى مزيد من المعلومات لتخطيط الطيف .

•  تتضمن هذه المقالة موادًا متاحة للعموم من المعيار الفيدرالي 1037C ، إدارة الخدمات العامة . مؤرشفة من الأصل بتاريخ 22 يناير 2022.
• ليون دبليو. كوتش الثاني ، " أنظمة الاتصالات الرقمية والتناظرية، الطبعة السادسة "، برنتيس هول، 2001. ISBN 0-13-081223-4