Amplitúdó moduláció és demoduláció: 7 fontos tény

TARTALOMJEGYZÉK

• Mi az amplitúdómoduláció
• Az amplitúdómoduláció erényei, korlátai és módosításai
• VSBSC moduláció
• DSBSC moduláció
• SSB moduláció
• DSBSC vs SSBSC
• Előnyök hátrányok

Mi az amplitúdó-moduláció?

Az amplitúdómoduláció meghatározása:

„Azt a modulációs eljárást, ahol a vivő amplitúdóját a moduláló jel pillanatnyi értékéhez képest változtatják, amplitúdómodulációnak nevezik.

A kommunikáció kontextusából a moduláció fő motivációja az lenne, hogy megkönnyítsék ennek az információhordozó jelnek a kommunikációs csatornán vagy rádióállomáson történő átvitelét az előírt átviteli sávon keresztül. Ezen az alapon a folytonos hullámú modulációt két nagy kategóriába sorolhatjuk: amplitúdómoduláció és szögmoduláció. Mindkét moduláció megkülönbözteti magát azáltal, hogy abszolút jellegzetes spektrális jellemzőket és ennek eredményeként eltérő funkcionális előnyöket biztosít. Az osztályozás az alapján történik, hogy a szinuszos vivőhullám amplitúdója, illetve a szinuszos vivőhullám frekvenciája, fázisa és szöge természetében változik-e az információs jellel.

Az amplitúdómoduláció fogalmai:

Vegyünk egy vivőjelet a következőkkel:

                                  C(t) = A_c cos (2πf_ct)

Itt egy_C a vivőjel amplitúdója és f_c a vivőjel frekvenciája. Az információ- vagy üzenetjelet az m(t) kifejezés jelzi; Az amplitúdómodulált (AM) hullám tehát az idő függvényeként a következőképpen írható le:

                                          s(t) = A_c[1+K_am(t)]cos(2πf_ct)

Ahol K_a az amplitúdóérzékenységnek nevezett állandó. Jellemző, hogy a vivő amplitúdója, az üzenet jele voltban van megadva, az amplitúdóérzékenység pedig voltban van megadva^-1

1. Az amplitúdója |K_am(t)| általában kisebb, mint az egység;

                       |K_am(t)|<1, minden t-re

• A vivőfrekv. (f_c ) sokkal magasabb, mint a maximális frekvencia. az m(t) üzenetjel W által képviselt eleme;

                                         f_c >>W

• +ve frekvencia esetén a maximális frekvencia. Az amplitúdómodulációs hullám egyenlő (f_c + W), és a legalacsonyabb frekvencia. elem egyenlő (f_c – W). A két frekvencia közötti különbség átviteli sávszélességként (B_T) az amplitúdómodulációs hullám, amely pontosan kétszerese az üzenetjel sávszélességének (W). Így

                                     B_T = 2W

Az amplitúdómoduláció modulációs indexe:

A modulációs index azt jelzi, hogy a vivőjel modulált változója mennyit ingadozik a modulálatlan szintje körül. Az amplitúdómodulációban ezt a mennyiséget modulációs mélységnek is nevezik, és pontosan meghatározza, hogy a modulált változó mennyivel tér el az eredeti szinttől.

Matematikailag a modulációs index, m_aáltal meghatározott,

     ahol, K = arányossági állandó;

              V_m = a moduláló jel amplitúdója;

              V_c = a vivőjel amplitúdója;

Tudjuk,

               A= modulált jel amplitúdója = V_c(1+m_abűnω_mt)

Szóval,          A_max = V_c(1+m_a) és A_perc = V_c(1 m_a)

Végül a modulációs index,

Mi az a VSB-SC moduláció?

Határozza meg a vesztigiális oldalsávrendszer modulációját az amplitúdómodulációban:

Az egyoldalsávos moduláció ésszerűen működik egy 0-ás frekvencia körüli energiaréssel rendelkező információs jel esetén. Ha egy adott időpontban több információt kell sugározni, akkor a megfelelő nagyobb BW szükséges, például: televízió

• Az SSB fontos szerepet játszhat a sávszélesség csökkentésében
• Elemezhetjük a televíziós rendszer videoátvitelének esetét
• A TV videojel által elfoglalt sávszélesség minimum 4 MHz. Tehát legalább 9 MHz-es sugárzott BW-re lenne szükség. Tehát az SSB-t használják a BW mentésére
• Az SSB használata során ügyelni kell arra, hogy a vevő végének legyen látható. Nem merül fel demodulációs probléma. Tehát a hordozó töretlenül, vagy úgy, ahogy van.
• Mivel a lapos áteresztő sáv szélein a szűrő fázisválasza hangos, ami rossz hatással van a TV-vevőben vett videojelekre, a nem kívánt, azaz alsó oldalsáv egy része is továbbítódik. Ennek eredményeként létrejön az AGC néven is ismert vestigial átviteli rendszer. Ennek a típusnak egy tipikus frekvenciaspektruma látható:

• Az alsó oldalsáv 1.25 MHz-e az USB-vel együtt kerül átvitelre, így a szükséges USB legalacsonyabb frekvenciáit nem torzítja el fázisukban a maradvány oldalsávszűrő, mivel az LSB-ből csak 1.25 MHz kerül átadásra; közel 3 MHz VHF spektrum megtakarítás érhető el minden TV-csatornával. Ez ígéretessé teszi több csatorna engedélyezését ugyanazon a sávszélességen.
• A fenti ábrán megfigyelhető, hogy a vevő videoerősítő frekvenciamenete a hang egy frekvenciasávot foglal el a videóerősítő frekvenciaválaszához közel. A hang a videóhoz közeli frekvenciasávot foglal el, ahogy a képhez szükséges, és a gyakorlatban nem lehetséges külön vevőkészülék a hang vételére, amely távoli frekvencián, azaz a Videó Frekvenciától távol működik.
• A televíziós vevőkészülékben a csillapítást szándékosan a 0 és 1.25 MHz közötti videofrekvenciára szállítják. ennek az az oka, hogy a videojel információjának ezen részének többletteljesítményt adnak át, mivel mindkét oldalsávban továbbítják, ez a csillapítás hiányában a vevő videokimenetében felesleges hangsúlyozást jelentett volna.

Mi az a DSB-SC moduláció?

Határozza meg a kétoldali sáv modulációt az amplitúdómodulációban:

Alapvetően a kétoldali sávos elnyomott vivő (DSB-SC) moduláció az üzenetjel és a vivőhullám szorzatából áll, amint az az egyenletben látható.

                              s(t) = c(t)m(t)

                                     =A_c cos (2πf_c t) m(t)

Következésképpen a DSB-SC modulált jel előállítására használt eszközt „termékmodulátorként” jelöljük. Az is beazonosított tény, hogy nem úgy, mint az AM, a DSB-SC moduláció „0”-ra csökken, amikor az üzenetjel nincs jelen.

Így a DSB-SC vezérelt hullám létrehozására használt berendezést termékmodulátornak nevezik. Ezenkívül megértjük, hogy az amplitúdómodulációval ellentétben a DSB-SC moduláció nullára csökken, ha az üzenetkód ki van kapcsolva.

A jel többnyire akkor megy át fázisváltásba, ha az üzenetjel nem nulla. A DSB-SC vezérelt jel csomagja annyira eltér az üzenettől, ami azt jelenti, hogy az egyszerű demoduláció a csomagérzékeléssel nem megvalósítható választás a DSB-SC modulációhoz.

A DSB-SC jellemzői:

• Csak két elnyomott vivővel rendelkező oldalsáv kerül átvitelre
• A vivővel elnyomott energiamegtakarítás m=1 esetén 66%
• Kisebb sávszélességet igényel
• Kiegyensúlyozott modulációval rendelkezik

Mi az SSB-SC moduláció?

Egyoldali sáv (SSB-SC) moduláció meghatározása:

A hordozó elnyomása során, DSB-SC moduláció az amplitúdómoduláció jelentős korlátja van, ha ez az átvitt villamos energia pazarlása. Az amplitúdómoduláció további jelentős korlátozása érdekében az állomás sávszélességét illetően el kell nyomnunk az egyik oldalsávot a DSB-SC modulált hullámból. A DSB-SC moduláció ezen beállítása pontosan megegyezik az SSB modulációval. Ami azt illeti, az SSB modulációt teljes egészében az alsó oldalsávon és a felső oldalsávon kell alkalmazni, hogy az üzenetátvitelt olyan kommunikációs csatornákon keresztül továbbítsák, amelyek alapján az oldalsáv ténylegesen kommunikál.

Az egyoldali sáv matematikailag ábrázolható;

                    s_ssb (t) = s(t) . cos(2πf₀t) – ŝ(t) . sin(2πf₀t),

Ahol s(t) az üzenet, ŝ(t) a Hilbert-transzformációja, és f₀ a rádió vivőfrekvenciája.

SSBSC jellemzők:

Az SSBSC a következő tulajdonságokkal rendelkezik:

• Csak egy oldalsáv kerül átvitelre
• Az egyik oldalhatár m=1 esetén 83.3%
• A sávszélessége a legkisebb
• Ez egy fáziseltolásos módszer modulátor.

A DSB-SC és az SSB-SC összehasonlítása:

DSB-SC	SSB-SC
Csak két elnyomott vivővel rendelkező oldalsáv kerül átvitelre.   A vivővel elnyomott energiamegtakarítás m=1 esetén 66%   Kisebb sávszélességet igényel     Kiegyensúlyozott modulációval rendelkezik	Csak egy oldalsáv kerül átvitelre     Az egyik oldalhatár m=1 esetén 83.3%   A sávszélessége a legkisebb     Ez egy fáziseltolásos módszer modulátor.

Az amplitúdómoduláció előnyei és hátrányai:

AM ELŐNYEI

• Kis antennaméret.
• Hosszú távú kommunikáció.
• Repeater használatával bármilyen távolsági kommunikáció lehetséges.
• A zaj kiküszöbölhető.

AM HÁTRÁNYAI

• A teljesítményigény magas.

További elektronikával kapcsolatos cikkért kattints ide