Amplitudimodulaatio

Amplitudimodulaatio ( AM ) on modulaation tyyppi, jossa kantoaaltosignaalin muuttuva parametri on sen amplitudi [1] .

Sovellus radiotekniikassa

Amerikkalainen insinööri R. Fessenden teki vuonna 1906 ensimmäiset kokeet puheen ja musiikin välittämiseksi radioaaltojen avulla amplitudimodulaatiolla . Hänen kokeissaan radiolähettimen kantoaaltotaajuus 50 kHz tuotettiin sähkökonegeneraattorilla , ja sen modulointia varten generaattorin ja antennin välillä kytkettiin päälle hiilimikrofoni , joka muutti piirin sähkövastusta .

Vuodesta 1920 lähtien sähkökonegeneraattoreiden sijaan alettiin käyttää tyhjiöputkigeneraattoreita kantotaajuuden tuottamiseen . 1930-luvun jälkipuoliskolla ultralyhyen aallon alueen kehittyessä AM alkoi vähitellen joutua pois radiolähetyksistä ja radioviestinnästä tällä alueella taajuusmodulaation (FM) avulla. Lähetyksessä pitkillä , keskisuurilla ja lyhyillä aalloilla amplitudimodulaatiota käytetään edelleen. Lähetyksen lisäksi amplitudimodulaatiota käytettiin myös langallisessa lähetyksessä (kolmiohjelmalähetys) useiden ohjelmien lähettämiseksi samanaikaisesti kaksijohtimislinjaa pitkin.

1900- luvun puolivälistä lähtien SSB:tä (Single-sideband modulation) on käytetty palvelu- ja radioamatööriviestinnässä kaikilla taajuuksilla , jolla on useita etuja amplitudimodulaatioon verrattuna, joista pääasiallinen on kaksinkertainen kapeneminen. radiosignaalin varaama taajuusalue. Tältä osin ehdotettiin siirtymistä OBP:hen ja massalähetyksiin, mutta tämä vaatisi kaikkien yleisradiolähettimien vakavaa modernisointia ja kaikkien lähetysvastaanottimien korvaamista monimutkaisemmilla ja kalliimmilla, joten tätä ei toteutettu.

1900-luvun lopulla siirtyminen digitaaliseen lähetykseen alkoi käyttää amplitudimuutossignaaleja [2] . 2000-luvun alussa kehitettiin joukko OFDM -modulaatioon perustuvia Digital Radio Mondiale (DRM) -digitaalitekniikoita nimenomaan korvaamaan analoginen lähetys (erityisesti korvaamaan AM-lähetys pitkillä, keskisuurilla ja lyhyillä aaltoalueilla). DRM:n avulla voit kuunnella radiolähetyksiä ilman amplitudimodulaatiolle ominaista kohinaa ja häiriöitä ja laadulla, joka on lähellä FM-lähetystä , mutta amplitudimodulaatiota ei ole hylätty massiivisesti. Tämä johtuu valtavan radion vastaanotto- ja lähetyslaitteiden korvaamisen korkeista kustannuksista sekä joistakin DRM:n haitoista, kuten jyrkät radiovastaanoton katkokset, jotka ovat epämiellyttäviä radion kuuntelijalle radion syvän häipymisen aikana. lyhytaaltoille ominaista signaalia .

Amplitudimodulaatiota käytetään edelleen siviili-ilmailun VHF-radiojärjestelmässä , ja sitä käyttävät myös kuorma-autonkuljettajat 27 MHz : n taajuusalueella .

Määritelmä

Päästää

$u_{m}(t)$ - informaatio (moduloiva) signaali,
$u_{c}(t)$ - kantoaaltosignaali (moduloitu) (kantoaaltovärähtely).

Sitten AM-signaali näyttää tältä: $u_{\text{am}}(t)$

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

Jos , niin (1) on muodossa [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).

Tässä on ei-negatiivinen vakio, jota kutsutaan modulaatiotekijäksi . Kaava (1) kuvaa kantoaaltosignaalia , jonka amplitudi on moduloitu modulaatiokertoimella varustetulla signaalilla . $m$ $u_{c}(t)$ $u_{m}(t)$ $m$

Vääristymättömälle modulaatiolle ehdon on täytyttävä . Tämän ehdon täyttyminen on välttämätöntä, jotta (1):n hakasulkeissa oleva lauseke olisi aina positiivinen. Jos se voi ottaa negatiivisia arvoja jossain vaiheessa, tapahtuu niin sanottu ylimodulaatio (ylimodulaatio). Yksinkertaiset demodulaattorit (kuten neliöilmaisin ) demoduloivat tällaisen signaalin voimakkaalla vääristymällä. $m\leq 1$

Esimerkki

Oletetaan, että haluamme moduloida kantoaaltoa monoharmonisella signaalilla. Lauseke kantoaaltovärähtelylle taajuudella on muotoa (asetamme alkuvaiheen nollaksi): $\omega_{c}$

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

missä on kantoaallon värähtelyamplitudi. $U_{c}$

Moduloivan sinimuotoisen signaalin lauseke taajuudella on: $\omega _{m}$

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

missä on alkuvaihe, . Sitten kohdan (1) mukaan: $\varphi$ ${\displaystyle |u_{m}(t)|_{\max }=U_{m))$

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

Yllä oleva kaava voidaan kirjoittaa seuraavassa muodossa: $u_{\mathrm {am} }(t)$

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 )].

Radiosignaali koostuu kantoaaltoaallosta ja kahdesta ns. sivukaistasta , sivukaistojen taajuus on erilainen kuin . Tässä esimerkkinä käytetylle sinisignaalille sivukaistat ovat sinimuotoisia signaaleja ja niiden taajuudet ovat ja . $\omega_{c}$ ${\displaystyle \omega _{c}+\omega _{m))$ ${\displaystyle \omega _{c}-\omega _{m))$

Niin kauan kuin taajuuden vieressä olevien radioasemien kantoaaltotaajuudet ovat taajuudeltaan riittävän erillään eivätkä naapuriasemien signaalispektrin sivukaistat taajuudella mene päällekkäin, asemat eivät häiritse toisiaan.

Katso myös

Muistiinpanot

↑ Kuleshov, 2008 , s. 102.
↑ Bykhovsky M. A. Muistipiirit (Esseitä radioviestinnän ja yleisradiotoiminnan kehityksen historiasta 1900-luvulla). - M. : ICSTI - International Center for Scientific and Technical Information, 2001. - S. 28-29. — (Televiestinnän ja radiotekniikan historia). — ISBN 5-93533-011-3 .
↑ Andreevskaya T. M. Radioelektroniikan ja viestinnän perusteet. Amplitudimoduloidut radiosignaalit. - MGIEM, 2004 . Haettu 14. huhtikuuta 2016. Arkistoitu alkuperäisestä 13. huhtikuuta 2016. (määrätön)

Kirjallisuus

Kuleshov V. N., Udalov N. N., Bogachev V. M. et al. Värähtelyjen generointi ja radiosignaalien muodostus. - M. : MPEI, 2008. - 416 s. - ISBN 978-5-383-00224-7 .
Amplitudimodulaatio // Suuri venäläinen tietosanakirja : [35 nidettä] / ch. toim. Yu. S. Osipov . - M . : Suuri venäläinen tietosanakirja, 2004-2017.

Linkit

Amplitudimodulaatio. Tasapainotettu amplitudimodulaatio kantoaallon vaimennuksen kanssa (kaksisivukaistainen DSB) . Haettu: 15. marraskuuta 2010. (Venäjän kieli)
AM ja FM periaatteet. Vertailu muihin modulaatiotyyppeihin
Amplitudimodulaatio _

Sanakirjat ja tietosanakirjat	Suuri tanskalainen Suuri katalaani Hienoa norjalaista Iso venäläinen Britannica (verkossa)
Bibliografisissa luetteloissa	NKC : ph867759

amatööriradio

Toiminta

radiourheilu

Kurinalat	Monipuolinen MR-2 Monipuolinen MP-3 Monipuolinen MP-4 Radioliikenne HF:llä Radioviestintä VHF:llä SRT
Urheilun mestarit	Neuvostoliitto HMS Venäjä HMS MSMK Ukraina HMS

määräyksiä

Organisaatiot

IARU
ITU
- ITU-T
- ITU-R
- ITU-D
MSR
DOSAAF
Roskomnadzor
Venäjän radioamatöörien liitto
- Saratov
FSUE "GRCHTS"

Viestintätilat

Puhelin	OLEN DSB-SC SSB FM PM
TV	SSTV
Data / lennätin	AMRNnet APRS AX.25 CW D-TÄHTI FRN FSK MFSK OFDM PAKTORI Winmor PSK PSK31 PSKmail JOHDOT Hajaspektri echolink

Tekniikka

kulttuuri

Kirjallisuus	Esitteet Apua radioamatöörille Aikakauslehdet QST Radio Kirjat Joukkoradiokirjasto Nuori radioamatööri
Elokuvat	Jos maailman pojat... Yläpuolellamme on Etelä risti