Най-ранният AM сигнал е излъчен през 1901 г. от инженер Реджиналд Фесенден . Той е канадец и си взе безспирно предаване на искри както и разположен на основата на въглерод микрофон в рамките на антената. Звуковите вълни влияят на микрофона, като променят неговото съпротивление и интензивността на предаване. Макар и много прости, сигналите бяха лесни за чуване на няколкостотин метра разстояние, макар да имаше силен звук, който щеше да се получи с блясъка. До началото на непрекъснатите синусоидални сигнали излъчването се подобри значително и амплитудната модулация ще стане обичайна за гласовите предавания. Понастоящем амплитудата се използва за излъчване на звук на къси вълни, дълги средни ленти, както и за двупосочна радиокомуникация на УКВ, използвана за самолети.
Какво е амплитудна модулация?
The дефиниция на амплитудната модулация е, амплитудата на носещия сигнал е пропорционална на (в съответствие с) амплитудата на входния модулиращ сигнал. В АМ има модулиращ сигнал. Това се нарича още входен сигнал или сигнал на основната лента (реч например). Това е нискочестотен сигнал, както видяхме по-рано. Има и друг високочестотен сигнал, наречен носител. Целта на AM е да преобразува нискочестотния сигнал в основната лента в по-висок честотен сигнал, използвайки носителя . Както беше обсъдено по-рано, високочестотните сигнали могат да се разпространяват на по-големи разстояния от нискочестотните сигнали. The производни на амплитудната модулация включват следното.
Амплитудни модулационни вълнови форми
Модулиращият сигнал (входен сигнал) Vm = Vm sin ωmt
Където Vm е моментната стойност, а Vm е максималната стойност на модулиращия (входния) сигнал.
fm е честотата на модулиращия (входния) сигнал и ωm = 2π fm
Сигналът на превозвача Vc = Vc без ωct
Когато Vc е моментната стойност и Vc е максималната стойност на носещия сигнал, fc е честотата на носещия сигнал и ωc = 2π fc.
AM анализ на вълновата форма
The уравнение на амплитудната модулация е,
VAM = Vc + Vm = Vc + Vm sin ωmt
vAM = VAM sin θ = VAM без ωct
= (Vc + Vm sin ωmt) sin ωct
= Vc (1 + m sin ωmt) sin ωct, където m е дадено от m = Vm / Vc
Индекс на модулация
Индексът на модулация се определя като съотношението на амплитудата на модулиращия сигнал и амплитудата на носещия сигнал. Обозначава се с „m“
Индекс на модулация m = Vm / Vc
Индексът на модулация е известен още като модулационен фактор, модулационен коефициент или степен на модулация
„M“ трябва да има стойност между 0 и 1.
„M“, изразено като процент, се нарича% модулация.
Vm = Vmax-Vmin / 2
Vc = Vmax-Vm
Vc = Vmax- (Vmax-Vmin / 2) = Vmax + Vmin / 2
Следователно, Vm / Vc = (Vmax-Vmin / Vmax + Vmin)
Критична модулация
Това се случва, когато индексът на модулация (m) = 1. Забележете, по време на критична модулация Vmin = 0
Критична модулация
M = Vm / Vc = (Vmax-Vmin / Vmax + Vmin) = (Vmax / Vmax) = 1
Заместител V m = 0 Следователно при критична модулация m = Vm / Vc
Заместител m = 1. Следователно при критична модулация Vm = Vc
Какво е свръхмодулация и странични ленти на AM?
Това може да се случи, когато m> 1
Това е (Vm / Vc)> 1 . Следователно Vm> Vc . С други думи, модулиращият сигнал е по-голям от носещия сигнал.
AM сигналът ще генерира нови сигнали, наречени странични ленти, на честоти, различни от fc или fm.
Ние знаем това VAM= (Vc + m Vm sin ωmt) sin ωct
Ние също знаем това m = Vm / Vc . Следователно Vm = m.Vc
Странични ленти на AM
Следователно,
Случай 1: И входният, и носещият сигнал са синусоидални вълни.
VAM= (Vc + m Vc sin ωmt) sin ωct
= Vc sin ωct + m Vc sin ωmt. Sin ωct
Припомням си SinA SinB = 1/2 [cos (A-B) - cos (A + B)]
Следователно VAM = Vc sin ωct + [mVc / 2 cos (ωc - wm) t] ─ [mVc / 2 cos (ωc + wm) t]
Където Vc sin ωct е превозвач
mVc / 2 cos (ωc - wm) t е долната странична лента
mVc / 2 cos (ωc + wm) t I вечеря странична лента
Следователно AM сигналът има три честотни компонента, Carrier, Upper Sideband и Lower Side Band.
Случай 2: И входният, и носещият сигнал са cos вълни.
VAM = (Vc + m Vc cos ωmt) cos ωct
= Vc cos ωct + mVc cos ωmt. cos ωct
Припомням си Cos A Cos B = 1/2 [cos (A ─B) + cos (A + B)]
Следователно VAM = Vc cos ωct + [mVc / 2 cos (ωc - wm) t] + [mVc / 2 cos (ωc + wm) t]
Където Vc cos ωct
mVc / 2 cos (ωc - wm) t е долната странична лента
mVc / 2 cos (ωc + wm) t вечеря странична лента
Следователно AM сигналът има три честотни компонента, Carrier, горна странична лента и долна странична лента
Честотна лента на AM
Широчината на честотната лента на сложен сигнал като АМ е разликата между неговите най-високи и най-нискочестотни компоненти и се изразява в херци (Hz). Честотната лента се занимава само с честоти.
Както е показано на следващата фигура
Честотна лента = (fc - fm) - (fc + fm) = 2 fm
Нивата на мощност в носача и страничните ленти
Нива на мощност в носач и странични ленти
В AM вълната има три компонента. Немодулиран носител, USB и LSB.
Общата мощност на AM е = мощност в
Немодулиран носител + мощност в USB + мощност в LSB
Ако R е натоварването, тогава включете AM = V2c / R + VLSBдве/R + VUSB2/2
Носеща мощност
Пикова мощност на носителя = Vдвеc / R
Пиково напрежение = Vc, следователно RMS напрежение = Vc / √2
RMS мощност на носителя = 1 / R [Vc / √2]две= Vдвеc / 2R
RMS мощност в странични ленти
PLSB = PUSB = VSB2 / R = 1 / R [mVc / 2 / √2]две
= mдве(U)две/ 8R = mдве/ 4 X Vдвеc / 2R
RMS мощност в странични ленти
Ние знаем това Vдвеc / 2R = Pc
Следователно PLSB= mдве/ 4 х Бр
Обща мощност = vдвеc / 2R + m2Vcдве/ 8R + m2Vcдве/ 8R
vдвеc / 2R [1 + (m2 / 4) + (m2 / 4)] = Pc [1 + (m2 / 4) + (m2 / 4)]
PОбща сума = Pc [1 + mдве/ две]
Индекс на модулация по отношение на общата мощност (PTotal) и носещата мощност (Pc)
PTotal = Pc [1 + mдве/ две]
PTotal / Pc = [1 + mдве/ две]
мдве/ 2 = РОбща сума/ Бр - 1
m = √2 (PОбща сума/ Бр - 1)
Ефективност на предаването
В AM има три захранващи компонента Pc, PLSB и PUSB
От тях Pc е немодулиран носител. Това е разточително, тъй като не носи никаква информация.
Двете странични ленти носят цялата полезна информация и следователно полезната мощност се изразходват само в страничните ленти
Ефективност (η)
Съотношение на предаваната мощност, което съдържа полезната информация (PLSB + PUSB) към общата предавана мощност .
Ефективност на предаването = (PLSB+ PUSB) / (PTotal)
η = Pc [mдве/ 4 + mдве/ 4] / Pc [1 = mдве/ 2] = mдве/ 2 + mдве
η% = (mдве/ 2 + mдве) X 100
Демодулация на амплитудата
Обратното на модулатора и той възстановява (декодира) оригиналния сигнал (какъвто е бил модулиращият сигнал в края на предавателя) от получения AM сигнал.
Детектор за обвиване
АМ е проста вълна и детектора е демодулатор. Той възстановява оригиналния сигнал (какъвто е модулиращият сигнал в края на предавателя) от получения AM сигнал. The детектор се състои от просто полувълнов токоизправител което коригира приетия АМ сигнал. Това е последвано от a нискочестотен филтър който премахва (заобикаля) високочестотната форма на носещата вълна на приетия сигнал. Резултантният изход на нискочестотния филтър ще бъде оригиналният входен (модулиращ) сигнал.
Детектор за обвиване
Входящият AM сигнал е трансформаторно свързан HW токоизправител, който провежда по време на положителни цикли на AM и отрязва отрицателните цикли на AM. Филтрирайте кондензатор C филтри (заобикаля) високочестотния носител (fc) и позволява само по-ниската честота (fm). По този начин, филтъра изходът е оригиналният входен (модулиращ) сигнал.
Видове амплитудна модулация
Различното видове амплитудни модулации включват следното.
1) Двойна модулирана подсилена странична лента (DSB-SC)
- Предаваната вълна се състои само от горната и долната странични ленти
- Но изискването за честотна лента на канала е същото като преди.
2) Единична модулация на страничната лента (SSB)
- Модулационната вълна се състои само от горната странична лента или долната странична лента.
- За да преведе спектъра на модулиращия сигнал на ново място в честотната област.
3) модулация на вестигиалната странична лента (VSB)
- Едната странична лента се предава почти изцяло и се запазва само следа от другата странична лента.
- Необходимата честотна лента на канала е малко по-голяма от честотната лента на съобщението със сума, равна на ширината на остатъчната странична лента.
Предимства и недостатъци на амплитудната модулация
The предимства на амплитудната модулация включват следното.
- Амплитудната модулация е икономична, както и лесно достъпна
- Толкова е лесно да се приложи и чрез използване на схема с по-малко компоненти може да бъде демодулиран.
- Приемниците на AM са евтини, защото не се нуждаят от специализирани компоненти.
The недостатъци на амплитудната модулация включват следното.
- Ефективността на тази модулация е много ниска, тъй като използва много енергия
- Тази модулация използва амплитудна честота няколко пъти, за да модулира сигнала от носещ сигнал.
- Това намалява първоначалното качество на сигнала в приемащия край и причинява проблеми в качеството на сигнала.
- AM системите са податливи на генерирането на шум.
- The приложения на амплитудната модулация ограничения за УКВ, радиостанции и приложим само за една комуникация
По този начин това е всичко за преглед на амплитудна модулация . Основното предимство е, че тъй като кохерентната препратка не е такава необходими за демодулация стига 0 импулсна амплитудна модулация ?
