Najzgodnejši signal AM je leta 1901 predvajal inženir Reginald Fessenden . Je Kanadčan in si je vzel a brezstopenjski prenos iskric kot tudi mikrofon na osnovi ogljika znotraj kabla antene. Zvočni valovi vplivajo na mikrofon s spreminjanjem njegove odpornosti in intenzivnosti prenosa. Čeprav so bili signali zelo preprosti, jih je bilo mogoče slišati na nekaj sto metrov razdalje, čeprav se je z iskrico slišal oster zvok. Z začetkom neprekinjenih sinusnih valov se je oddajanje močno izboljšalo in amplitudna modulacija bo postala običajna za glasovne prenose. Trenutno se amplituda uporablja za oddajanje zvoka na kratkovalovnih, dolgih srednjih pasovih, pa tudi za dvosmerno radijsko komunikacijo na VHF, ki se uporablja za letala.
Kaj je amplitudna modulacija?
The definicija amplitudne modulacije je amplituda nosilnega signala sorazmerna z (v skladu z) amplitudo vhodnega modulirajočega signala. V AM obstaja modulacijski signal. Temu pravimo tudi vhodni signal ali osnovni pas (na primer govor). To je nizkofrekvenčni signal, kot smo videli že prej. Obstaja še en visokofrekvenčni signal, imenovan nosilec. Namen AM je z uporabo nosilca prevesti nizkofrekvenčni osnovnopasovni signal v višji frekvenčni signal . Kot smo že omenili, se lahko visokofrekvenčni signali širijo na večje razdalje kot nizkofrekvenčni signali. The derivati amplitudne modulacije vključujejo naslednje.
Amplitudne modulacijske valovne oblike
Modulacijski signal (vhodni signal) Vm = Vm sin ωmt
Kjer je Vm trenutna vrednost, Vm pa največja vrednost modulacijskega (vhodnega) signala.
fm je frekvenca modulacijskega (vhodnega) signala in ωm = 2π fm
Signal prevoznika Vc = Vc brez ωct
Kjer je Vc trenutna vrednost in Vc največja vrednost nosilnega signala, je fc frekvenca nosilnega signala in ωc = 2π fc.
AM analiza valovnih oblik
The enačba amplitudne modulacije je,
VAM = Vc + Vm = Vc + Vm sin ωmt
vAM = VAM sin θ = VAM brez ωct
= (Vc + Vm sin ωmt) sin ωct
= Vc (1 + m sin ωmt) sin ωct, kjer je m dano z m = Vm / Vc
Indeks modulacije
Indeks modulacije je opredeljen kot razmerje amplitude modulacijskega signala in amplitude nosilnega signala. Označuje se z „m“
Indeks modulacije m = Vm / Vc
Modulacijski indeks je znan tudi kot modulacijski faktor, modulacijski koeficient ali stopnja modulacije
'M' ima vrednost med 0 in 1.
'M', izražen v odstotkih, se imenuje% modulacije.
Vm = Vmax-Vmin / 2
Vc = Vmax-Vm
Vc = Vmax- (Vmax-Vmin / 2) = Vmax + Vmin / 2
Zato Vm / Vc = (Vmax-Vmin / Vmax + Vmin)
Kritična modulacija
To se zgodi, ko je indeks modulacije (m) = 1. Upoštevajte, da je med kritično modulacijo Vmin = 0
Kritična modulacija
M = Vm / Vc = (Vmax-Vmin / Vmax + Vmin) = (Vmax / Vmax) = 1
Nadomestna V m = 0 Zato pri kritični modulaciji m = Vm / Vc
Nadomestna m = 1. Zato je pri kritični modulaciji Vm = Vc
Kaj je prekomerna modulacija in stranski pasovi AM?
To se lahko zgodi, ko m> 1
To je (Vm / Vc)> 1 . Torej Vm> Vc . Z drugimi besedami, modulacijski signal je večji od nosilnega signala.
AM signal bo generiral nove signale, imenovane bočne pasove, na frekvencah, ki niso fc ali fm.
To vemo VAM= (Vc + m Vm sin ωmt) sin ωct
To tudi vemo m = Vm / Vc . Torej Vm = m.Vc
Stranski pasovi AM
Zato
Primer 1: Vhodni in nosilni signal sta sinusna valovanja.
VAM= (Vc + m Vc sin ωmt) sin ωct
= Vc sin ωct + m Vc sin ωmt. Sin ωct
Spomnimo se SinA SinB = 1/2 [cos (A-B) - cos (A + B)]
Torej VAM = Vc sin ωct + [mVc / 2 cos (ωc - wm) t] ─ [mVc / 2 cos (ωc + wm) t]
Kje Vc sin ωct je prevoznik
mVc / 2 cos (ωc - wm) t je spodnji stranski pas
mVc / 2 cos (ωc + wm) t I večerni stranski trak
Zato ima signal AM tri frekvenčne komponente, nosilec, zgornji stranski pas in spodnji stranski pas.
Primer 2: Vhodni in nosilni signal sta cos valovi.
VAM = (Vc + m Vc cos ωmt) cos ωct
= Vc cos ωct + mVc cos ωmt. cos ωct
Spomnimo se Cos A Cos B = 1/2 [cos (A ─B) + cos (A + B)]
Torej VAM = Vc cos ωct + [mVc / 2 cos (ωc - wm) t] + [mVc / 2 cos (ωc + wm) t]
Kje Vc cos ωct
mVc / 2 cos (ωc - wm) t je spodnji bočni pas
mVc / 2 cos (ωc + wm) t večerni stranski trak
Zato ima signal AM tri frekvenčne komponente, nosilec, zgornji stranski pas in spodnji stranski pas
Pasovna širina AM
Pasovna širina zapletenega signala, kot je AM, je razlika med njegovimi najvišjimi in najnižjimi frekvenčnimi komponentami in je izražena v hercih (Hz). Pasovna širina obravnava samo frekvence.
Kot je prikazano na naslednji sliki
Pasovna širina = (fc - fm) - (fc + fm) = 2 fm
Ravni moči v nosilcu in stranskih pasovih
Ravni moči v nosilcu in stranskih trakovih
V AM valu so tri komponente. Nemoduliran nosilec, USB in LSB.
Skupna moč AM je = moč v
Nemodulirani nosilec + moč v USB + napajanje v LSB
Če je R obremenitev, potem vklopite AM = V2c / R + VLSBdva/ R + VUSB2/2
Moč nosilca
Najvišja moč nosilca = Vdvac / R
Najvišja napetost = Vc, torej efektivna napetost = Vc / √2
RMS nosilna moč = 1 / R [Vc / √2]dva= Vdvac / 2R
RMS moč v stranskih pasovih
PLSB = PUSB = VSB2 / R = 1 / R [mVc / 2 / √2]dva
= mdva(U)dva/ 8R = mdva/ 4 X Vdvac / 2R
RMS moč v stranskih pasovih
To vemo Vdvac / 2R = pc
Torej PLSB= mdva/ 4 x kos
Skupna moč = vdvac / 2R + m2Vcdva/ 8R + m2Vcdva/ 8R
vdvac / 2R [1 + (m2 / 4) + (m2 / 4)] = Pc [1 + (m2 / 4) + (m2 / 4)]
PSkupaj = Pc [1 + mdva/ dva]
Indeks modulacije glede na skupno moč (PTotal) in moč nosilca (Pc)
PTotal = Pc [1 + mdva/ dva]
PTotal / Pc = [1 + mdva/ dva]
mdva/ 2 = PSkupaj/ Pc - 1
m = √2 (PSkupaj/ Pc - 1)
Učinkovitost prenosa
V AM obstajajo tri napajalne komponente Pc, PLSB in PUSB
Od teh je PC nemoduliran nosilec. Zapravljivo je, saj ne vsebuje nobenih informacij.
Dve stranski pasovi nosita vse koristne informacije in zato uporabno moč porabimo samo v stranskih pasovih
Učinkovitost (η)
Razmerje oddane moči, ki vsebuje koristne informacije (PLSB + PUSB), in celotne oddane moči .
Učinkovitost prenosa = (PLSB+ PUSB) / (PTotal)
η = Pc [mdva/ 4 + mdva/ 4] / kos [1 = mdva/ 2] = mdva/ 2 + mdva
η% = (mdva/ 2 + mdva) X 100
Demodulacija amplitude
Inverzno na modulator in iz prejetega signala AM obnovi (dekodira) prvotni signal (kakšen je bil modulacijski signal na koncu oddajnika).
Detektor ovojnic
AM je preprost val in detektor je demodulator. Iz prejetega signala AM obnovi prvotni signal (kakšen je bil modulacijski signal na koncu oddajnika). The detektor je sestavljen iz preprost polvalni usmernik ki popravi prejeti signal AM. Temu sledi a nizkoprepustni filter ki odstrani (obide) visokofrekvenčni nosilni val sprejetega signala. Rezultat izhoda nizkoprepustnega filtra bo izvirni vhodni (modulacijski) signal.
Detektor ovojnic
Dohodni signal AM je transformatorsko povezan HW usmernik, ki ga izvaja med pozitivnimi cikli AM in odreže negativne cikle AM. Filtrirni kondenzator C filtrira (obide) visokofrekvenčni nosilec (fc) in omogoča le nižjo frekvenco (fm). Tako filter izhod je originalni vhodni (modulacijski) signal.
Vrste amplitudne modulacije
Drugačen vrste amplitudnih modulacij vključujejo naslednje.
1) Modulacija dvojnega nosilca (DSB-SC)
- Oddani val je sestavljen le iz zgornjih in spodnjih stranskih pasov
- Toda zahteva po pasovni širini kanala je enaka kot prej.
2) Enostranska (SSB) modulacija
- Modulacijski val je sestavljen samo iz zgornjega ali spodnjega bočnega pasu.
- Za prevod spektra modulacijskega signala na novo lokacijo v frekvenčnem območju.
3) Modulacija vestigialnega pasu (VSB)
- En bočni pas se skoraj v celoti prenese in ostane le sled drugega bočnega pasu.
- Zahtevana pasovna širina kanala je nekoliko večja od pasovne širine sporočila za količino, ki je enaka širini ruševine stranskega pasu.
Prednosti in slabosti amplitudne modulacije
The prednosti amplitudne modulacije vključujejo naslednje.
- Amplitudna modulacija je varčna in lahko dostopna
- To je tako enostavno izvesti in z uporabo vezja z manj komponent ga je mogoče demodulirati.
- Sprejemniki AM so poceni, ker ne potrebujejo posebnih komponent.
The slabosti amplitudne modulacije vključujejo naslednje.
- Učinkovitost te modulacije je zelo nizka, ker porabi veliko energije
- Ta modulacija večkrat uporablja amplitudno frekvenco za modulacijo signala z nosilnim signalom.
- To poslabša prvotno kakovost signala na sprejemnem koncu in povzroči težave s kakovostjo signala.
- AM sistemi so dovzetni za ustvarjanje hrupa.
- The aplikacije amplitudne modulacije meje za VHF, radijske sprejemnike in velja samo za eno komunikacijo
Gre torej za pregled nad amplitudna modulacija . Glavna prednost je, da ker skladna referenca ni potrebno za demodulacijo dokler je 0 impulzna amplitudna modulacija ?
