• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Modulacja amplitudy

    Przeczytaj także...
    Sygnał to abstrakcyjny model dowolnej mierzalnej wielkości zmieniającej się w czasie, generowanej przez zjawiska fizyczne lub systemy. Tak jak wszystkie zjawiska może być opisany za pomocą aparatu matematycznego, np. poprzez podanie pewnej funkcji zależnej od czasu. Mówimy, że sygnał niesie informację lub też umożliwia przepływ strumienia informacji.Transmisja – proces przesyłania dowolnej wiadomości lub ogólnie danych między nadawcą (nadajnikiem) a odbiorcą (odbiornikiem) zapisanej określonym, zrozumiałym dla obu stron kodem i po określonej drodze. Do transmisji mogą być wykorzystane media transmisyjne przewodowe lub bezprzewodowe.
    Krótkofalarstwo (ang. ham radio, Amateur Radio – radiowa służba amatorska) – hobby polegające na nawiązywaniu łączności radiowych na wydzielonych pasmach radiowych – od fal długich, poprzez średnie, krótkie i ultrakrótkie aż do mikrofal, między krótkofalowcami przy pomocy radiostacji, potwierdzaniu łączności za pomocą karty QSL, uczestnictwie w zawodach krótkofalarskich, jak również konstruowaniu urządzeń radiowych i antenowych do nawiązywania łączności. Osobną grupę krótkofalowców stanowią nasłuchowcy (SWL).
    Przebieg oraz jego modulacja amplitudy i częstotliwości
    Przebieg sygnału zmodulowanego amplitudowo

    Modulacja amplitudy (AM z ang. Amplitude Modulation) – jeden z trzech podstawowych rodzajów modulacji, polegający na kodowaniu sygnału informacyjnego (szerokopasmowego o małej częstotliwości) w chwilowych zmianach amplitudy sygnału nośnego (inaczej nazywanej falą nośną). Uzyskany w wyniku sygnał zmodulowany jest sygnałem wąskopasmowym, który nadaje się np. do transmisji drogą radiową. Rysunek po prawej stronie pokazuje wygląd sygnału zmodulowanego AM tonem sinusoidalnym.

    Funkcje trygonometryczne (etym.) – funkcje matematyczne wyrażające między innymi stosunki między długościami boków trójkąta prostokątnego względem miar jego kątów wewnętrznych.Aktualne oznaczenia emisji radiowych według ITU obowiązują od 1 stycznia 1982 r. Przyjęto oznaczenie za pomocą trzech znaków (do 1982 roku mogło być ono uzupełnione jeszcze dwoma symbolami).

    Matematyczna analiza[]

    Przebieg sinusoidalny użyty do przeniesienia (nośna) sygnału modulowanego o pulsacji Ω opisany jest równaniem:

    Równanie opisujące prosty przebieg modulujący o pulsacji ω (sygnał przenoszący informacje):

    Widmo sygnału (ściślej: widmo częstotliwościowe sygnału) – przedstawienie sygnału w dziedzinie częstotliwości lub pulsacji, otrzymane przy pomocy transformacji Fouriera, F ( j ω ) = F { f ( t ) } {displaystyle F(jomega )={mathcal {F}}{f(t)}} . Widmem sygnału nazywa się zarówno samą transformatę Fouriera F ( j ω ) {displaystyle F(jomega )} (wynik transformacji Fouriera), jak i wykres przedstawiający tę transformatę. Dziedziną funkcji F ( j ω ) {displaystyle F(jomega )} jest zbiór ciągły wartości rzeczywistych, czyli ω ∈ ( − ∞ , + ∞ ) {displaystyle omega in (-infty ,+infty )} .Amplituda w ruchu drgającym i w ruchu falowym jest to największe wychylenie z położenia równowagi. Jednostka amplitudy zależy od rodzaju ruchu drgającego: dla drgań mechanicznych jednostką może być metr, jednostka gęstości lub ciśnienia (np. dla fali podłużnej); dla fali elektromagnetycznej tą jednostką będzie V/m.

    Przebieg sygnału po modulacji amplitudy:

    Powyższe równanie na y(t) może być przekształcone do postaci:

    Modulacja jednowstęgowa (SSB z ang. Single Side Band) – rodzaj modulacji amplitudowej charakteryzującej się znaczną oszczędnością mocy i szerokości pasma. Polega na wysyłaniu tylko jednej wstęgi bocznej, górnej (ang.) – Upper SideBand (USB) lub dolnej – Lower SideBand (LSB), bez fali nośnej (praktycznie ze znacznym jej wytłumieniem).Fala nośna (inaczej nośna) to fala elektromagnetyczna o stałej częstotliwości, wytwarzana przez nadajnik fal elektromagnetycznych. Fala nośna podlega modulacji w celu przesłania sygnału informacyjnego, natomiast sama nie zawiera informacji.

    Sygnał ten składa się z fali nośnej i dwóch sinusoidalnych fal o częstościach niewiele różniących się od częstości fali nośnej zwanych wstęgami bocznymi.

    Zasadniczo sygnał o pulsacji ω komunikatu w fali nośnej o pulsacji Ω wytwarza fale (wstęgi) boczne o pulsacji Ω + ω oraz Ω - ω.

    Modulację AM charakteryzuje współczynnik głębokości modulacji, który definiuje się następująco:

    gdzie M to amplituda sygnału modulującego (informacji), a C to amplituda sygnału nośnego

    Współczynnik głębokości modulacji mieści się w zakresie 0...1, dość często podawany jest również w procentach.

    Rysunek poniżej pokazuje widmo sygnału zmodulowanego amplitudowo (kolor czerwony) i sygnału modulującego (kolor zielony) – sygnał zmodulowany składa się z trzech elementów: fali nośnej i leżących po obu jej stronach, symetrycznie odbitych, dwóch wstęg bocznych, które są powtórzeniem kształtu widma sygnału modulującego.

    Widmo sygnału modulującego (zielony) i modulowanego amplitudowo (czerwony)

    Jeżeli pasmo sygnału modulującego mieści się w zakresie , a częstotliwość fali nośnej jest równa , to pasmo zajmowane przez zmodulowany sygnał obejmie przedział częstotliwości od do . W tym:

  • dolna wstęga boczna: do
  • górna wstęga boczna: do
  • sygnał nośny:
  • Stosunek mocy wstęg bocznych () do mocy fali nośnej ():

    Z tego wzoru wynika, że moc użyteczna obu wstęg bocznych wynosi co najwyżej 50% mocy wypromieniowanej (osiągnie maksimum, gdy m = 1). Wówczas nośna stanowi 50% mocy wypromieniowanej.

    Do przeniesienia informacji wystarczy tylko jedna wstęga boczna, więc druga wstęga i fala nośna mogą zostać z sygnału usunięte (wytłumione), co spowoduje, że całość wypromieniowanej mocy przenosi sygnał, natomiast pasmo zajmowane przez sygnał można zmniejszyć dwukrotnie. Techniki te są używane i posiadają swe nazwy.

    Odmiany modulacji amplitudy[]

  • AM-SC (DSB, DSB-SC) (ang. Amplitude Modulation Suppressed Carrier, Double Side Band) – dwuwstęgowa modulacja amplitudy z wytłumioną falą nośną
  • ISB (ang. Independent Side Band) – modulacja amplitudy z dwoma niezależnymi wstęgami bocznymi i częściowo wytłumioną lub wytłumioną falą nośną (B3E)
  • VSB (ang. Vestigial Sideband) – modulacja amplitudy z częściowo tłumioną wstęga boczną (C3F)
  • SSB-FC (ang. Single Side Band Full Carrier) – jednowstęgowa modulacja amplitudy z falą nośną (H3E)
  • SSB-RC (ang. Single Side Band Reduced Carrier) – jednowstęgowa modulacja amplitudy z częściowo wytłumioną falą nośną (R3E)
  • SSB-SC (ang. Single Side Band Suppressed Carrier) – jednowstęgowa modulacja amplitudy z wytłumioną falą nośną (min. 45 dB) – oznaczana często jako SSB (J3E)
  • Ten ostatni typ modulacji jest najefektywniejszy pod względem energetycznym, gdyż do przesłania informacji zmodulowanej SSB-SC wystarczy tylko 25% mocy potrzebnej do przesłania tego samego sygnału zmodulowanego "pełną" modulacją amplitudy i zajmuje węższe pasmo, jest jednak najtrudniejszy do realizacji praktycznej. Modulacja SSB stosowana jest powszechnie w krótkofalarstwie.

    Zobacz też[]

  • Oznaczenia emisji radiowych



  • w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)

    Reklama