Какво е амплитудна модулация, производни, типове и приложения

Какво е амплитудна модулация, производни, типове и приложения

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.


Форми на вълната на амплитудната модулация

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

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

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

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 носещи и странични 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

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

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 ?