Modulație de amplitudine

Modulația de amplitudine ( AM ) este un tip de modulație în care parametrul variabil al semnalului purtător este amplitudinea acestuia [1] .

Aplicație în inginerie radio

Primele experimente în transmiterea vorbirii și muzicii folosind unde radio prin modulație de amplitudine au fost făcute în 1906 de inginerul american R. Fessenden . În experimentele sale, frecvența purtătoare a emițătorului radio de 50 kHz a fost generată de un generator de mașină electrică , iar pentru modularea sa între generator și antenă , a fost pornit un microfon de carbon , schimbând rezistența electrică a circuitului.

Din 1920, în locul generatoarelor de mașini electrice, generatoarele cu tuburi de vid au început să fie folosite pentru a genera frecvența purtătoare . În a doua jumătate a anilor 1930, odată cu dezvoltarea gamei de unde ultrascurte , AM a început treptat să fie forțată din emisiunile radio și comunicațiile radio din acest interval prin modulația de frecvență (FM). Pentru difuzarea pe unde lungi , medii și scurte , modulația de amplitudine este încă utilizată. Pe lângă difuzare, modulația de amplitudine a fost folosită și în difuzarea prin cablu (difuzare cu trei programe) pentru a transmite mai multe programe simultan pe o linie cu două fire.

De la mijlocul secolului al XX-lea, modulația cu bandă laterală unică (SSB) a fost utilizată în comunicațiile radio de serviciu și de amatori la toate frecvențele , ceea ce are o serie de avantaje față de modulația de amplitudine, principala dintre acestea fiind îngustarea de două ori a banda de frecventa ocupata de semnalul radio. În acest sens, s-a propus transferul la OBP și difuzarea în masă, dar aceasta ar necesita o modernizare serioasă a tuturor emițătoarelor radio de difuzare și înlocuirea tuturor receptoarelor de emisie cu altele mai complexe și mai costisitoare, așa că acest lucru nu a fost realizat.

La sfârșitul secolului al XX-lea, trecerea la difuzarea digitală a început folosind semnale de codare cu deplasare în amplitudine [2] . La începutul anilor 2000, un set de tehnologii digitale Digital Radio Mondiale (DRM) bazate pe modulația OFDM a fost dezvoltat special pentru a înlocui transmisia analogică (în special, pentru a înlocui difuzarea AM în benzile de unde lungi, medii și scurte). DRM vă permite să ascultați transmisii radio fără zgomotul și interferența caracteristice modulării în amplitudine și cu o calitate apropiată de transmisia FM , cu toate acestea, nu a existat o respingere masivă a modulării în amplitudine. Acest lucru se datorează costurilor ridicate ale înlocuirii unei flote uriașe de echipamente de recepție și transmisie radio, precum și unora dintre dezavantajele DRM, de exemplu, întreruperi bruște în recepția radio care sunt neplăcute pentru ascultătorul radio în timpul estompării profunde a radioului. semnal caracteristic undelor scurte .

Modulația de amplitudine este folosită și astăzi în sistemul radio VHF al aviației civile și este folosită și de șoferii de camioane în banda de 27 MHz .

Definiție

Lăsa

$u_{m}(t)$ - semnal informativ (modulator),
$u_{c}(t)$ - semnal purtător (modulat) (oscilație purtătoare).

Apoi semnalul AM arată astfel: $u_{\text{am}}(t)$

u_{\text{am}}(t)=u_{c}(t)\left[1+m{\frac {u_{m}(t)}{|u_{m}(t)| _{\max ))}\dreapta].\qquad \qquad (1)

Dacă , atunci (1) ia forma [3] : $u_{c}(t)=U_{c}\cos(\omega _{c}t)$

u_{\text{am}}(t)=U_{c}\left[1+m{\frac {u_{m}(t)}{|u_{m}(t)|_{\ max}}}\right]\cos(\omega _{c}t).

Iată o constantă nenegativă numită factor de modulație . Formula (1) descrie un semnal purtător modulat în amplitudine de un semnal cu factor de modulație . $m$ $u_{c}(t)$ $u_{m}(t)$ $m$

Pentru modulația nedistorsionată, condiția trebuie îndeplinită . Îndeplinirea acestei condiții este necesară pentru ca expresia dintre paranteze drepte din (1) să fie întotdeauna pozitivă. Dacă poate lua valori negative la un moment dat, atunci apare așa-numita supramodulare (supramodulare). Demodulatoarele simple (cum ar fi un detector pătratic ) demodulează un astfel de semnal cu o distorsiune puternică. $m\leq 1$

Exemplu

Să presupunem că vrem să modulăm unda purtătoare cu un semnal monoarmonic. Expresia pentru oscilația purtătoarei cu frecvența are forma (setăm faza inițială egală cu zero): $\omega_{c}$

u_{c}(t)=U_{c}\cos(\omega _{c}t),

unde este amplitudinea oscilației purtătorului. $U_{c}$

Expresia pentru un semnal sinusoidal modulator cu o frecvență este: $\omega _{m}$

u_{m}(t)=U_{m}\cos(\omega _{m}t+\varphi),

unde este faza inițială, . Apoi, conform (1): $\varphi$ $|u_{m}(t)|_{\max }=U_{m)$

u_{\mathrm {am} }(t)=U_{c}[1+m\cos(\omega _{m}t+\varphi )]\cos(\omega _{c}t).

Formula de mai sus poate fi scrisă în următoarea formă: $u_{\mathrm {am} }(t)$

u_{\mathrm {am} }(t)=U_{c}\cos(\omega _{c}t)+

+{\frac {mU_{c}}{2}}[\cos((\omega _{c}-\omega _{m})t-\varphi )+\cos((\omega _{ c}+\omega _{m})t+\varphi )].

Semnalul radio constă dintr-o undă purtătoare și două așa-numite benzi laterale , benzile laterale au o frecvență diferită de . Pentru semnalul sinusoidal folosit ca exemplu aici, benzile laterale sunt semnale sinusoidale iar frecvențele lor sunt și . $\omega_{c}$ $\omega _{c}+\omega _{m)$ $\omega _{c}-\omega _{m)$

Atâta timp cât frecvențele purtătoare ale stațiilor radio adiacente ca frecvență sunt suficient de separate ca frecvență, iar benzile laterale din spectrul de semnal al stațiilor învecinate ca frecvență nu se suprapun, stațiile nu vor interfera între ele.

Vezi și

Note

↑ Kuleshov, 2008 , p. 102.
↑ Bykhovsky M. A. Circles of memory (Eseuri despre istoria dezvoltării comunicațiilor radio și a radiodifuziunii în secolul XX). - M. : ICSTI - Centrul Internaţional de Informaţii Ştiinţifice şi Tehnice, 2001. - S. 28-29. — (Istoria telecomunicațiilor și ingineriei radio). — ISBN 5-93533-011-3 .
↑ Andreevskaya T. M. Fundamentals of radio electronics and communications. Semnale radio modulate în amplitudine. - MGIEM, 2004 . Consultat la 14 aprilie 2016. Arhivat din original pe 13 aprilie 2016. (nedefinit)

Literatură

Kuleshov V. N., Udalov N. N., Bogachev V. M. et al. Generarea de oscilații și formarea semnalelor radio. - M. : MPEI, 2008. - 416 p. - ISBN 978-5-383-00224-7 .
Modularea amplitudinii // Marea enciclopedie rusă : [în 35 de volume] / cap. ed. Yu. S. Osipov . - M . : Marea Enciclopedie Rusă, 2004-2017.

Link -uri

Modulație de amplitudine. Modulație de amplitudine echilibrată cu suprimare a purtătorului (DSB cu bandă laterală dublă) . Preluat: 15 noiembrie 2010. (Rusă)
Principiile AM și FM. Comparație cu alte tipuri de modulație
Modulația de amplitudine

Dicționare și enciclopedii	mare danez Mare catalană Mare norvegian Rusă mare Britannica (online)
În cataloagele bibliografice	NKC : ph867759

radio amator

Activitate

radiosport

Discipline	MR-2 complet MP-3 universal MP-4 complet Comunicare radio pe HF Comunicare radio pe VHF SRT
Maeștri în sport	URSS HMS Rusia HMS MSMK Ucraina HMS

Reguli

Organizații

IARU
ITU
- ITU-T
- ITU-R
- ITU-D
MSR
DOSAAF
Roskomnadzor
Uniunea Radioamatorilor din Rusia
- Saratov
FSUE „GRCHTS”

Moduri de comunicare

Telefon	A.M DSB-SC SSB FM P.M
televizor	SSTV
Date / Telegraf	AMPRNet APRS AX.25 CW D-STAR FRN FSK MFSK OFDM PACTOR Winmor PSK PSK31 PSKmail FIRE Spread Spectrum echolink

Tehnologie

cultură

Literatură	Broșuri Ajutor pentru un radioamator Reviste QST Radio Cărți Biblioteca de radio de masă Tânăr radioamator
Filme	Dacă băieții lumii... Deasupra noastră este Crucea de Sud