Primul semnal AM a fost difuzat în anul 1901 de un inginer Reginald Fessenden . Este canadian și a luat o transmisie nonstop scânteie precum și amplasat un microfon pe bază de carbon în cablul unei antene. Undele sonore afectează microfonul schimbându-i rezistența și intensitatea transmisiei. Chiar dacă sunt foarte simple, semnalele erau ușor de auzit pe o distanță de câteva sute de metri, deși a apărut un sunet dur cu strălucirea. La începutul semnalelor cu undă sinusoidală non-stop, difuzarea s-a îmbunătățit considerabil, iar modularea amplitudinii va deveni obișnuită pentru transmisiile vocale. În prezent, amplitudinea este utilizată la difuzarea sunetului pe benzi scurte, medii lungi, precum și pentru comunicațiile radio bidirecționale pe VHF utilizate pentru aeronave.
Ce este modularea amplitudinii?
definiția modulației amplitudinii este, o amplitudine a semnalului purtător este proporțională cu (în conformitate cu) amplitudinea semnalului de modulare a intrării. În AM, există un semnal de modulare. Aceasta se mai numește semnal de intrare sau semnal de bază (vorbire de exemplu). Acesta este un semnal de joasă frecvență, așa cum am văzut mai devreme. Există un alt semnal de înaltă frecvență numit purtător. Scopul AM este de a traduce semnalul de bază de frecvență joasă la un semnal de frecvență mai mare utilizând purtătorul . După cum sa discutat mai devreme, semnalele de înaltă frecvență pot fi propagate pe distanțe mai mari decât semnalele de frecvență mai joasă. derivate ale modulației amplitudinii include următoarele.
Forme de undă modulare amplitudine
Semnalul modulant (semnal de intrare) Vm = Vm sin ωmt
Unde Vm este valoarea instantanee și Vm este valoarea maximă a semnalului de modulare (intrare).
fm este frecvența semnalului de modulare (intrare) și ωm = 2π fm
Semnalul purtătorului Vc = Vc fără ωct
În cazul în care Vc este valoarea instantanee și Vc este valoarea maximă a semnalului purtător, fc este frecvența semnalului purtător și ωc = 2π fc.
Analiza formelor de undă AM
ecuația modulației amplitudinii este,
VAM = Vc + Vm = Vc + Vm sin ωmt
vAM = VAM sin θ = VAM fără ωct
= (Vc + Vm sin ωmt) sin ωct
= Vc (1 + m sin ωmt) sin ωct unde m este dat de m = Vm / Vc
Indice de modulație
Indicele de modulație este definit ca raportul dintre amplitudinea semnalului de modulare și amplitudinea semnalului purtător. Este notat cu „m”
Indice de modulație m = Vm / Vc
Indicele de modulație este, de asemenea, cunoscut sub numele de factor de modulație, coeficient de modulație sau grad de modulație
„M” va avea o valoare cuprinsă între 0 și 1.
„M” atunci când este exprimat ca procent se numește% modulație.
Vm = Vmax-Vmin / 2
Vc = Vmax-Vm
Vc = Vmax- (Vmax-Vmin / 2) = Vmax + Vmin / 2
Prin urmare, Vm / Vc = (Vmax-Vmin / Vmax + Vmin)
Modulație critică
Se întâmplă atunci când modulul Index (m) = 1. Rețineți, în timpul modulației critice Vmin = 0
Modulație critică
M = Vm / Vc = (Vmax-Vmin / Vmax + Vmin) = (Vmax / Vmax) = 1
Înlocuiți V m = 0 Prin urmare la modulație critică m = Vm / Vc
Înlocuiți m = 1. Prin urmare, la modulație critică Vm = Vc
Ce este Over Modulation și Sidebands ale AM?
Acest lucru se poate produce atunci când m> 1
Acesta este (Vm / Vc)> 1 . Prin urmare Vm> Vc . Cu alte cuvinte, semnalul de modulare este mai mare decât semnalul purtător.
Semnalul AM va genera noi semnale numite benzi laterale, la alte frecvențe decât fc sau fm.
Noi stim aia VA.M= (Vc + m Vm sin ωmt) sin ωct
Știm și asta m = Vm / Vc . Prin urmare Vm = m.Vc
Benzile laterale ale AM
Prin urmare,
Caz 1: Atât semnalul de intrare cât și semnalul purtător sunt unde sinusoidale.
VA.M= (Vc + m Vc sin ωmt) sin ωct
= Vc sin ωct + m Vc sin ωmt. Sin ωct
Reamintim SinA SinB = 1/2 [cos (A-B) - cos (A + B)]
Prin urmare VAM = Vc sin ωct + [mVc / 2 cos (ωc - wm) t] ─ [mVc / 2 cos (ωc + wm) t]
Unde Vc sin ωct este purtător
mVc / 2 cos (ωc - wm) t este banda laterală inferioară
mVc / 2 cos (ωc + wm) t I bandă laterală pentru cină
Prin urmare, semnalul AM are trei componente de frecvență, Carrier, banda laterală superioară și banda laterală inferioară.
Cazul 2: Atât semnalul de intrare cât și semnalul purtător sunt unde cos.
VAM = (Vc + m Vc cos ωmt) cos ωct
= Vc cos ωct + mVc cos ωmt. cos ωct
Reamintim Cos A Cos B =1/2 [cos (A ─B) + cos (A + B)]
Prin urmare VAM = Vc cos ωct + [mVc / 2 cos (ωc - wm) t] + [mVc / 2 cos (ωc + wm) t]
Unde Vc cos ωct
mVc / 2 cos (ωc - wm) t este banda laterală inferioară
mVc / 2 cos (ωc + wm) t bandă laterală pentru cină
Prin urmare, semnalul AM are trei componente de frecvență, Carrier, banda laterală superioară și banda laterală inferioară
Lățimea de bandă a AM
Lățimea de bandă a unui semnal complex precum AM este diferența dintre componentele sale de frecvență cea mai mare și cea mai mică și este exprimată în Hz (Hz). Lățimea de bandă se ocupă doar de frecvențe.
Așa cum se arată în figura următoare
Lățime de bandă = (fc - fm) - (fc + fm) = 2 fm
Nivelurile de putere în suport și benzi laterale
Niveluri de putere în suport și benzi laterale
Există trei componente în unda AM. Operator nemodificat, USB și LSB.
Puterea totală a AM este = Puterea în
Operator nemodificat + Alimentare în USB + Alimentare în LSB
Dacă R este sarcina, atunci alimentați AM = V2c / R + VLSBDouă/ R + VUSB2/2
Puterea operatorului
Puterea purtătorului de vârf = VDouăc / R
Tensiunea de vârf = Vc, deci tensiunea RMS = Vc / √2
Puterea purtătorului RMS = 1 / R [Vc / √2]Două= VDouăc / 2R
Puterea RMS în benzile laterale
PLSB = PUSB = VSB2 / R = 1 / R [mVc / 2 / √2]Două
= mDouă(U)Două/ 8R = mDouă/ 4 X VDouăc / 2R
Puterea RMS în benzi laterale
Noi stim aia VDouăc / 2R = buc
Prin urmare PLSB= mDouă/ 4 x buc
Putere totala = vDouăc / 2R + m2VcDouă/ 8R + m2VcDouă/ 8R
vDouăc / 2R [1 + (m2 / 4) + (m2 / 4)] = Pc [1 + (m2 / 4) + (m2 / 4)]
PTotal = Pc [1 + mDouă/Două ]
Indicele de modulație în termeni de putere totală (PTotal) și putere de transport (Pc)
PTotal = Pc [1 + mDouă/Două]
PTotal / Pc = [1 + mDouă/Două]
mDouă/ 2 = PTotal/ Buc - 1
m = √2 (PTotal/ Buc - 1)
Eficiența transmisiei
În AM există trei componente de putere Pc, PLSB și PUSB
Dintre acestea Pc este un purtător nemodulat. Este risipitor, deoarece nu are deloc informații.
Cele două benzi laterale transportă, toate informațiile utile și, prin urmare, puterea utilă este cheltuită numai în benzile laterale
Eficiență (η)
Un raport de putere transmisă care conține informațiile utile (PLSB + PUSB) la puterea transmisă totală .
Eficiența transmisiei = (PLSB+ PUSB) / (PTotal)
η = Pc [mDouă/ 4 + mDouă/ 4] / Pc [1 = mDouă/ 2] = mDouă/ 2 + mDouă
η% = (mDouă/ 2 + mDouă) X 100
Demodularea amplitudinii
Inversul modulatorului și acesta recuperează (decodează) semnalul original (care a fost semnalul de modulare la capătul emițătorului) din semnalul AM primit.
Detector plicuri
AM este un val simplu și detectorul este un demodulator. Recuperează semnalul original (care a fost semnalul de modulare la capătul emițătorului) din semnalul AM primit. detectorul constă din un simplu redresor pe jumătate de undă care rectifică semnalul AM primit. Acesta este urmat de un filtru trece jos care elimină (ocolește) forma de undă a purtătorului de înaltă frecvență semnalul primit. Ieșirea rezultată a filtrului trece jos va fi semnalul de intrare original (modulant).
Detector plicuri
Semnalul AM de intrare este redresorul HW cuplat de transformator conduce în timpul ciclurilor pozitive ale AM și întrerupe ciclurile negative ale AM. Filtrul condensatorului C filtrează (ocolește) purtătorul de înaltă frecvență (fc) și permite doar frecvența inferioară (fm). Prin urmare, filtrul ieșirea este semnalul original de intrare (modulant).
Tipuri de modulare a amplitudinii
Diferitul tipuri de modulații de amplitudine include următoarele.
1) Modulație dublă cu bandă laterală suprimată (DSB-SC)
- Unda transmisă constă numai din benzile laterale superioare și inferioare
- Dar cerința de lățime de bandă a canalului este aceeași ca înainte.
2) Modulație cu bandă laterală unică (SSB)
- Unda de modulație constă numai din banda laterală superioară sau banda laterală inferioară.
- Pentru a traduce spectrul semnalului de modulare într-o nouă locație din domeniul frecvenței.
3) Modulație de bandă laterală vestigială (VSB)
- O bandă laterală este trecută aproape complet și doar o urmă a celeilalte benzi laterale este păstrată.
- Lățimea de bandă a canalului necesară depășește ușor lățimea de bandă a mesajului cu o cantitate egală cu lățimea benzii laterale vestigiale.
Avantajele și dezavantajele modulării amplitudinii
avantajele modulației amplitudinii include următoarele.
- Modulația amplitudinii este economică și ușor de obținut
- Este atât de simplu de implementat și folosind un circuit cu mai puține componente poate fi demodulat.
- Receptoarele AM sunt ieftine, deoarece nu necesită componente specializate.
dezavantaje ale modulației amplitudinii include următoarele.
- Eficiența acestei modulații este foarte redusă, deoarece folosește multă putere
- Această modulație utilizează frecvența amplitudinii de mai multe ori pentru a modula semnalul printr-un semnal purtător.
- Aceasta scade calitatea inițială a semnalului la capătul receptorului și cauzează probleme în calitatea semnalului.
- Sistemele AM sunt susceptibile la generarea de zgomot.
- aplicații ale modulației amplitudinii limitele la VHF, aparate de radio și aplicabile numai la o comunicare
Astfel, este vorba despre o privire de ansamblu asupra modulație de amplitudine . Principalul avantaj este că întrucât o referință coerentă nu este necesare pentru demodulare atâta timp cât 0 modularea amplitudinii pulsului ?
