Самый ранний AM-сигнал был передан в 1901 году инженером. Реджинальд Фессенден . Он канадец и получил безостановочная передача искр а также расположенный на выводе антенны микрофон на основе углерода. Звуковые волны влияют на микрофон, изменяя его сопротивление и интенсивность передачи. Несмотря на то, что сигналы были очень простыми, их можно было легко услышать на расстоянии нескольких сотен метров, хотя при искре был резкий звук. К началу непрерывных синусоидальных сигналов вещание значительно улучшилось, а амплитудная модуляция станет обычным явлением для передачи голоса. В настоящее время амплитуда используется при трансляции звука на коротких волнах, длинных средних диапазонах, а также для двунаправленной радиосвязи на УКВ, используемых для самолетов.
Что такое амплитудная модуляция?
В определение амплитудной модуляции То есть, амплитуда несущего сигнала пропорциональна (в соответствии с) амплитуде входного модулирующего сигнала. В AM есть модулирующий сигнал. Это также называется входным сигналом или сигналом основной полосы частот (например, речь). Как мы видели ранее, это низкочастотный сигнал. Есть еще один высокочастотный сигнал, называемый несущей. Цель AM - преобразовать низкочастотный сигнал основной полосы частот в сигнал более высокой частоты с использованием несущей . Как обсуждалось ранее, высокочастотные сигналы могут распространяться на большие расстояния, чем низкочастотные сигналы. В производные амплитудной модуляции включая следующее.
Формы сигналов амплитудной модуляции
Модулирующий сигнал (входной сигнал) Vm = Vm sin ωmt
Где Vm - мгновенное значение, а Vm - максимальное значение модулирующего (входного) сигнала.
fm - частота модулирующего (входного) сигнала и ωm = 2π Фм
Несущий сигнал Vc = Vc без ωct
Где Vc - мгновенное значение, а Vc - максимальное значение несущего сигнала, fc - частота несущего сигнала и ωc = 2π fc.
Анализ формы сигнала AM
В уравнение амплитудной модуляции является,
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, где m определяется выражением m = Vm / Vc
Индекс модуляции
Индекс модуляции определяется как отношение амплитуды модулирующего сигнала к амплитуде несущего сигнала. Обозначается буквой «м».
Индекс модуляции m = Vm / Vc
Индекс модуляции также известен как коэффициент модуляции, коэффициент модуляции или степень модуляции.
«M» должно иметь значение от 0 до 1.
«M» в процентах называется% модуляции.
Vm = Vmax-Vmin / 2
Vc = Vmax-Vm
Vc = Vmax- (Vmax-Vmin / 2) = Vmax + Vmin / 2
Следовательно, Vm / Vc = (Vmax-Vmin / Vmax + Vmin)
Критическая модуляция
Это происходит при индексе модуляции (m) = 1. Обратите внимание, при критической модуляции Vmin = 0
Критическая модуляция
M = Vm / Vc = (Vmax-Vmin / Vmax + Vmin) = (Vmax / Vmax) = 1
Подставляем V m = 0 Следовательно, при критической модуляции m = Vm / Vc
Подставим m = 1. Следовательно, при критической модуляции Vm = Vc
Что такое избыточная модуляция и боковые полосы AM?
Это может произойти, когда м> 1
То есть (Vm / Vc)> 1 . Следовательно Vm> Vc . Другими словами, модулирующий сигнал больше, чем сигнал несущей.
Сигнал AM будет генерировать новые сигналы, называемые боковыми полосами, на частотах, отличных от fc или fm.
Мы знаем это VЯВЛЯЮСЬ= (Vc + m Vm sin ωmt) sin ωct
Мы также знаем, что m = Vm / Vc . Следовательно Vm = m.Vc
Боковые полосы AM
Следовательно,
Случай 1: Входной сигнал и сигнал несущей являются синусоидальными волнами.
VЯВЛЯЮСЬ= (Vc + m Vc sin ωmt) sin ωct
= Vc sin ωct + m Vc sin ωmt. Грех ωct
Отзывать SinA SinB = 1/2 [cos (A-B) - cos (A + B)]
Следовательно VAM = Vc sin ωct + [mVc / 2 cos (ωc - wm) t] ─ [mVc / 2 cos (ωc + wm) t]
Где Vc sin ωct перевозчик
мВc / 2 cos (ωc - wm) t нижняя боковая полоса
мВc / 2 cos (ωc + wm) t I боковая полоса ужина
Следовательно, сигнал AM имеет три частотных компонента: несущая, верхняя боковая полоса и нижняя боковая полоса.
Случай 2: И входной сигнал, и сигнал несущей являются косинусом.
ВАМ = (Vc + m Vc cos ωmt) cos ωct
= Vc cos ωct + mVc cos ωmt. cos ωct
Отзывать Cos A Cos B = 1/2 [cos (A ─B) + cos (A + B)]
Следовательно VAM = Vc cos ωct + [mVc / 2 cos (ωc - wm) t] + [mVc / 2 cos (ωc + wm) t]
Где Vc cos ωct
мВc / 2 cos (ωc - wm) t нижняя боковая полоса
мВc / 2 cos (ωc + wm) t боковая полоса ужина
Следовательно, сигнал AM имеет три частотных компонента: несущая, верхняя боковая полоса и нижняя боковая полоса.
Пропускная способность AM
Полоса пропускания сложного сигнала, такого как AM, представляет собой разницу между его самой высокой и самой низкой частотными компонентами и выражается в герцах (Гц). Полоса пропускания имеет дело только с частотами.
Как показано на следующем рисунке
Пропускная способность = (fc - fm) - (fc + fm) = 2 фм
Уровни мощности в несущей и боковых полосах
Уровни мощности в несущей и боковых полосах
В AM-волне есть три компонента. Немодулированная несущая, USB и LSB.
Общая мощность AM = мощность в
Немодулированная несущая + питание USB + питание LSB
Если R - нагрузка, то мощность в AM = V2c / R + VLSBдва/ R + VUSB2/2
Несущая мощность
Пиковая мощность несущей = Vдваc / R
Пиковое напряжение = Vc, следовательно, действующее значение напряжения = Vc / √2
Мощность несущей RMS = 1 / R [Vc / √2]два= Vдваc / 2R
Мощность RMS в боковых полосах
PLSB = PUSB = VSB2 / R = 1 / R [мВc / 2 / √2]два
= мдва(U)два/ 8R = мдва/ 4 X Vдваc / 2R
Мощность RMS в боковых полосах
Мы знаем это Vдваc / 2R = Pc
Следовательно пLSB= мдва/ 4 x ПК
Суммарная мощность = vдваc / 2R + m2Vcдва/ 8R + m2Vcдва/ 8R
vдваc / 2R [1 + (m2 / 4) + (m2 / 4)] = Pc [1 + (m2 / 4) + (m2 / 4)]
пОбщий = Pc [1 + mдва/два ]
Индекс модуляции с точки зрения полной мощности (PTotal) и мощности несущей (Pc)
PTotal = Pc [1 + mдва/два]
PTotal / Pc = [1 + mдва/два]
мдва/ 2 = PОбщий/ Шт - 1
m = √2 (PОбщий/ ПК - 1)
КПД передачи
В AM есть три силовых компонента Pc, PLSB и PUSB.
Из них Pc - немодулированная несущая. Это расточительно, так как вообще не несет информации.
Две боковые полосы несут всю полезную информацию и, следовательно, полезную мощность, тратится только на боковые полосы.
КПД (η)
Отношение передаваемой мощности, содержащей полезную информацию (PLSB + PUSB), к общей передаваемой мощности. .
КПД передачи = (PLSB+ PUSB) / (PTotal)
η = Pc [мдва/ 4 + мдва/ 4] / Pc [1 = mдва/ 2] = mдва/ 2 + мдва
η% = (мдва/ 2 + мдва) Х 100
Амплитудная демодуляция
Инверсия модулятора, и он восстанавливает (декодирует) исходный сигнал (который был модулирующим сигналом на стороне передатчика) из принятого AM-сигнала.
Детектор конвертов
AM - простая волна, и детектор демодулятор. Он восстанавливает исходный сигнал (который был модулирующим сигналом на стороне передатчика) из принятого AM-сигнала. В детектор состоит из простой однополупериодный выпрямитель который исправляет полученный сигнал AM. Затем следует фильтр нижних частот который удаляет (обходит) высокочастотную несущую форму принятого сигнала. Результирующий выходной сигнал фильтра нижних частот будет исходным входным (модулирующим) сигналом.
Детектор конвертов
Входящий AM-сигнал - это трансформатор, подключенный к аппаратному выпрямителю, который проводит во время положительных циклов AM и отсекает отрицательные циклы AM. Конденсатор фильтра C фильтрует (обходит) высокочастотную несущую (fc) и пропускает только более низкую частоту (fm). Таким образом, фильтр output - это исходный входной (модулирующий) сигнал.
Типы амплитудной модуляции
Разные виды амплитудной модуляции включая следующее.
1) Модуляция с двойной боковой полосой с подавлением несущей (DSB-SC)
- Передаваемая волна состоит только из верхней и нижней боковых полос.
- Но требования к пропускной способности канала такие же, как и раньше.
2) Модуляция с одной боковой полосой (SSB)
- Волна модуляции состоит только из верхней или нижней боковой полосы.
- Для перевода спектра модулирующего сигнала в новое место в частотной области.
3) Модуляция остаточной боковой полосы (VSB)
- Одна боковая полоса пропускается почти полностью, и остается лишь след другой боковой полосы.
- Требуемая полоса пропускания канала немного превышает ширину полосы сообщения на величину, равную ширине рудиментарной боковой полосы.
Преимущества и недостатки амплитудной модуляции
В преимущества амплитудной модуляции включая следующее.
- Амплитудная модуляция экономична, а также легко доступна.
- Это так просто реализовать, и с помощью схемы с меньше компонентов его можно демодулировать.
- Приемники AM недорогие, потому что не требуют каких-либо специализированных компонентов.
В недостатки амплитудной модуляции включая следующее.
- Эффективность этой модуляции очень низкая, потому что она потребляет много энергии.
- Эта модуляция использует несколько раз амплитудную частоту для модуляции сигнала несущим сигналом.
- Это снижает исходное качество сигнала на приемной стороне и вызывает проблемы с качеством сигнала.
- Системы AM чувствительны к генерации шума.
- В применения амплитудной модуляции ограничения на VHF, радио и применимые только связи один на один
Таким образом, речь идет об обзоре амплитудная модуляция . Основное преимущество состоит в том, что, поскольку связная ссылка не требуется для демодуляции пока 0 амплитудно-импульсная модуляция ?
