Najwcześniejszy sygnał AM został nadany w 1901 roku przez inżyniera Reginald Fessenden . Jest Kanadyjczykiem i wziął nieprzerwana skrzynia biegów jak również umieszczenie mikrofonu węglowego w przewodzie anteny. Fale dźwiękowe oddziałują na mikrofon, zmieniając jego rezystancję i intensywność transmisji. Chociaż bardzo proste, sygnały były łatwe do usłyszenia z odległości kilkuset metrów, chociaż wraz z blaskiem pojawi się ostry dźwięk. Wraz z pojawieniem się nieprzerwanych sygnałów sinusoidalnych nadawanie znacznie się poprawiło, a modulacja amplitudy stanie się powszechna w przypadku transmisji głosu. Obecnie amplituda jest wykorzystywana do nadawania dźwięku na krótkich, długich średnich pasmach, a także do dwukierunkowej komunikacji radiowej na falach UKF używanych w samolotach.
Co to jest modulacja amplitudy?
Plik definicja modulacji amplitudy Oznacza to, że amplituda sygnału nośnego jest proporcjonalna (zgodnie z) do amplitudy wejściowego sygnału modulującego. W AM występuje sygnał modulujący. Nazywa się to również sygnałem wejściowym lub sygnałem pasma podstawowego (np. Mowa). Jak widzieliśmy wcześniej, jest to sygnał o niskiej częstotliwości. Istnieje inny sygnał o wysokiej częstotliwości zwany nośną. Celem AM jest przetłumaczenie sygnału pasma podstawowego o niskiej częstotliwości na sygnał o wyższej częstotliwości z wykorzystaniem nośnej . Jak wspomniano wcześniej, sygnały o wysokiej częstotliwości mogą być propagowane na większe odległości niż sygnały o niższej częstotliwości. Plik pochodne modulacji amplitudy obejmują następujące elementy.
Przebiegi modulacji amplitudy
Sygnał modulujący (sygnał wejściowy) Vm = Vm sin ωmt
Gdzie Vm jest wartością chwilową, a Vm jest maksymalną wartością sygnału modulującego (wejściowego).
fm jest częstotliwością sygnału modulującego (wejściowego), a ωm = 2π fm
Sygnał nośnika Vc = Vc bez ωct
Gdzie Vc jest wartością chwilową, a Vc jest maksymalną wartością sygnału nośnej, fc jest częstotliwością sygnału nośnego, a ωc = 2π fc.
Analiza przebiegów AM
Plik równanie modulacji amplitudy jest,
VAM = Vc + Vm = Vc + Vm sin ωmt
vAM = VAM sin θ = VAM bez ωct
= (Vc + Vm sin ωmt) sin ωct
= Vc (1 + m sin ωmt) sin ωct gdzie m jest dane przez m = Vm / Vc
Indeks modulacji
Wskaźnik modulacji definiuje się jako stosunek amplitudy sygnału modulującego do amplitudy sygnału nośnego. Jest oznaczony jako „m”
Indeks modulacji m = Vm / Vc
Wskaźnik modulacji jest również znany jako współczynnik modulacji, współczynnik modulacji lub stopień modulacji
„M” powinno mieć wartość między 0 a 1.
„M” wyrażone jako procent nazywa się modulacją%.
Vm = Vmax-Vmin / 2
Vc = Vmax-Vm
Vc = Vmax- (Vmax-Vmin / 2) = Vmax + Vmin / 2
W związku z tym, Vm / Vc = (Vmax-Vmin / Vmax + Vmin)
Krytyczna modulacja
Dzieje się tak, gdy wskaźnik modulacji (m) = 1. Uwaga, podczas krytycznej modulacji Vmin = 0
Krytyczna modulacja
M = Vm / Vc = (Vmax-Vmin / Vmax + Vmin) = (Vmax / Vmax) = 1
Zastępcze V m = 0 Dlatego przy krytycznej modulacji m = Vm / Vc
Podstawienie m = 1. Dlatego przy krytycznej modulacji Vm = Vc
Co to jest nadmierna modulacja i pasma boczne AM?
Może się to zdarzyć, gdy m> 1
To jest (Vm / Vc)> 1 . W związku z tym Vm> Vc . Innymi słowy, sygnał modulujący jest większy niż sygnał nośnej.
Sygnał AM będzie generował nowe sygnały zwane wstęgami bocznymi, na częstotliwościach innych niż fc lub fm.
Wiemy to VJESTEM= (Vc + m Vm sin ωmt) sin ωct
My też to wiemy m = Vm / Vc . W związku z tym Vm = m.Vc
Wstęgi boczne AM
W związku z tym,
Przypadek 1: Zarówno sygnał wejściowy, jak i sygnał nośny są falami sinusoidalnymi.
VJESTEM= (Vc + m Vc sin ωmt) sin ωct
= Vc sin ωct + m Vc sin ωmt. Sin ωct
Odwołanie SinA SinB = 1/2 [cos (A-B) - cos (A + B)]
W związku z tym VAM = Vc sin ωct + [mVc / 2 cos (ωc - wm) t] ─ [mVc / 2 cos (ωc + wm) t]
Gdzie Vc sin ωct jest przewoźnikiem
mVc / 2 cos (ωc - wm) t jest dolnym paskiem bocznym
mVc / 2 cos (ωc + wm) t I opaska na kolację
Dlatego sygnał AM ma trzy składowe częstotliwości: nośną, górną wstęgę boczną i dolną wstęgę boczną.
Przypadek 2: Zarówno sygnał wejściowy, jak i sygnał nośny są falami cos.
VAM = (Vc + m Vc cos ωmt) cos ωct
= Vc cos ωct + mVc cos ωmt. cos ωct
Odwołanie Cos A Cos B = 1/2 [cos (A ─B) + cos (A + B)]
W związku z tym VAM = Vc cos ωct + [mVc / 2 cos (ωc - wm) t] + [mVc / 2 cos (ωc + wm) t]
Gdzie Vc cos ωct
mVc / 2 cos (ωc - wm) t jest dolną wstęgą boczną
mVc / 2 cos (ωc + wm) t opaska na kolację
Dlatego sygnał AM ma trzy składowe częstotliwości: nośną, górne pasmo boczne i dolne pasmo boczne
Przepustowość AM
Szerokość pasma złożonego sygnału, takiego jak AM, jest różnicą między jego najwyższą i najniższą składową częstotliwości i jest wyrażana w hercach (Hz). Przepustowość dotyczy tylko częstotliwości.
Jak pokazano na poniższym rysunku
Przepustowość = (fc - fm) - (fc + fm) = 2 fm
Poziomy mocy w nośnej i wstęgach bocznych
Poziomy mocy w nośniku i wstęgach bocznych
Fala AM składa się z trzech elementów. Niemodulowany nośnik, USB i LSB.
Całkowita moc AM jest = moc w
Niemodulowany nośnik + Zasilanie w USB + Zasilanie w LSB
Jeśli R jest obciążeniem, włącz zasilanie AM = V2c / R + VLSBdwa/ R + VUSB2/2
Carrier Power
Moc szczytowa nośnika = Vdwac / R
Napięcie szczytowe = Vc, stąd napięcie RMS = Vc / √2
Moc nośna RMS = 1 / R [Vc / √2]dwa= Vdwac / 2R
Moc RMS w pasmach bocznych
PLSB = PUSB = VSB2 / R = 1 / R [mVc / 2 / √2]dwa
= mdwa(U)dwa/ 8R = mdwa/ 4 X Vdwac / 2R
Moc RMS w pasmach bocznych
Wiemy to Vdwac / 2R = szt
W związku z tym P.LSB= mdwa/ 4 x szt
Całkowita moc = wdwac / 2R + m2Vcdwa/ 8R + m2Vcdwa/ 8R
vdwac / 2R [1 + (m2 / 4) + (m2 / 4)] = Pc [1 + (m2 / 4) + (m2 / 4)]
P.Całkowity = Szt [1 + mdwa/ dwa]
Wskaźnik modulacji pod względem mocy całkowitej (PTotal) i mocy nośnej (Pc)
PTotal = Pc [1 + mdwa/dwa]
PTotal / Pc = [1 + mdwa/dwa]
mdwa/ 2 = PCałkowity/ Szt - 1
m = √2 (PCałkowity/ Szt. - 1)
Efektywność transmisji
W AM są trzy komponenty zasilające Pc, PLSB i PUSB
Z tych komputerów jest niemodulowany nośnik. Jest to marnotrawstwo, ponieważ nie zawiera żadnych informacji.
Dwie wstęgi boczne przenoszą wszystkie użyteczne informacje, a zatem użyteczną moc, zużywaną tylko w wstęgach bocznych
Sprawność (η)
Stosunek transmitowanej mocy, który zawiera przydatne informacje (PLSB + PUSB) do całkowitej transmitowanej mocy .
Wydajność transmisji = (PLSB+ PUSB) / (PTłącznie)
η = Pc [mdwa/ 4 + mdwa/ 4] / szt. [1 = mdwa/ 2] = mdwa/ 2 + mdwa
η% = (mdwa/ 2 + mdwa) X 100
Demodulacja amplitudy
Odwrotność modulatora i odzyskuje (dekoduje) pierwotny sygnał (jaki był sygnał modulujący na końcu nadajnika) z odebranego sygnału AM.
Detektor obwiedni
AM jest prostą falą i detektor jest demodulatorem. Odzyskuje oryginalny sygnał (jaki był sygnał modulujący na końcu nadajnika) z odebranego sygnału AM. Plik detektor składa się z prosty prostownik półfalowy który koryguje odebrany sygnał AM. To jest po Filtr dolnoprzepustowy który usuwa (omija) falę nośną o wysokiej częstotliwości odbierany sygnał. Wynikowe wyjście filtra dolnoprzepustowego będzie oryginalnym sygnałem wejściowym (modulującym).
Detektor obwiedni
Przychodzący sygnał AM jest sprzężony z transformatorem prostownik HW podczas dodatnich cykli AM i odcina ujemne cykle AM. Kondensator filtrujący C filtruje (omija) nośną wysokiej częstotliwości (fc) i dopuszcza tylko niższą częstotliwość (fm). A zatem, filtr wyjście jest oryginalnym sygnałem wejściowym (modulującym).
Rodzaje modulacji amplitudy
Inny rodzaje modulacji amplitudy obejmują następujące elementy.
1) Modulacja nośna z tłumieniem pasma bocznego (DSB-SC)
- Przesyłana fala składa się tylko z górnych i dolnych wstęg bocznych
- Ale wymagania dotyczące przepustowości kanału są takie same jak wcześniej.
2) Modulacja pojedynczej wstęgi bocznej (SSB)
- Fala modulacyjna składa się tylko z górnej lub dolnej wstęgi bocznej.
- Aby przetłumaczyć widmo sygnału modulującego do nowej lokalizacji w dziedzinie częstotliwości.
3) Modulacja Vestigial sideband (VSB)
- Jedna wstęga boczna jest prawie całkowicie przepuszczona, a ślad drugiej wstęgi bocznej zostaje zachowany.
- Wymagana szerokość pasma kanału jest nieco większa od szerokości pasma komunikatu o wielkość równą szerokości szczątkowego pasma bocznego.
Zalety i wady modulacji amplitudy
Plik zalety modulacji amplitudy obejmują następujące elementy.
- Modulacja amplitudy jest ekonomiczna i łatwa do uzyskania
- Jest tak prosty w implementacji i przy użyciu obwodu z mniej komponentów można go zdemodulować.
- Odbiorniki AM są niedrogie, ponieważ nie wymagają żadnych specjalistycznych komponentów.
Plik wady modulacji amplitudy obejmują następujące elementy.
- Skuteczność tej modulacji jest bardzo niska, ponieważ zużywa dużo energii
- Ta modulacja wykorzystuje kilkakrotnie częstotliwość amplitudy do modulacji sygnału przez sygnał nośny.
- To obniża oryginalną jakość sygnału po stronie odbiorczej i powoduje problemy z jakością sygnału.
- Systemy AM są podatne na generowanie hałasu.
- Plik zastosowania modulacji amplitudy ograniczenia do VHF, radia i tylko jedna komunikacja
W związku z tym chodzi o przegląd modulacja amplitudy . Główną zaletą jest to, że ponieważ spójne odniesienie nie jest wymagane do demodulacji tak długo, jak 0 modulacja amplitudy impulsu ?
