Колекције

Амплитудна модулација, АМ: Спектар опсега и бочне траке

Амплитудна модулација, АМ: Спектар опсега и бочне траке


Пропусни опсег амплитудски модулисаног сигнала је важан из многих разлога.

Амплитудна модулација, ширина појаса АМ је важна при дизајнирању филтера за пријем сигнала, одређивању размака канала и из низа других разлога.

Спектар и ширина појаса амплитудски модулисаног сигнала одређују се бочним опсезима који се генеришу када се амплитудна модулација примени на носач.

Бочни опсези модулације амплитуде

Када се носач модулира на било који начин, стварају се даљи сигнали са обе стране стабилног носача. Ове бочне траке носе стварне информације о модулацији.

Бочне траке амплитудске модулације се генеришу изнад и испод главног носача. Да бисте видели како се то догађа, узмимо пример носача на фреквенцији од 1 МХз који је модулисан равномерним тоном од 1 кХз.

Процес модулације носача је потпуно исти као мешање два сигнала заједно, а као резултат тога настају и сума и разлике фреквенција. Стога, када се тон од 1 кХз помеша са носачем од 1 МХз, добија се „збирна“ фреквенција на 1 МХз + 1 кХз, а разлика фреквенција се добија на 1 МХз - 1 кХз, тј. 1 кХз изнад и испод носач.

Ако се устаљени тонови замене звуком какав се сусреће са говором музике, они садрже много различитих фреквенција и види се аудио спектар са фреквенцијама преко опсега фреквенција. Када се модулишу на носач, ови спектри се виде изнад и испод носача.

Амплитудна модулација, АМ пропусни опсег

Може се видети да ако је горња фреквенција која је модулисана на носач 6 кХз, тада ће се горњи спектри проширити на 6 кХз изнад и испод сигнала. Другим речима, пропусна ширина коју заузима АМ сигнал је двоструко већа од максималне фреквенције сигнала која се користи за модулацију носача, тј. То је двострука ширина опсега аудио сигнала који се преноси.

Може се видети да ограничавање горње фреквенције модулирајућег сигнала ограничава укупну ширину опсега амплитудски модулисаног сигнала. За аудио преносе, попут емитованих преноса, укупна пропусна ширина сигнала зависи од највиших фреквенција које се преносе.

Размак емитованих канала варира у зависности од опсега који се користи, као и подручја у свету одакле долази пренос. На емитовању дугог таласа у ИТУ региону 1 (Европа, Африка и северна и централна Азија), размак канала је 9 кХз, за ​​средњеталасни опсег размак канала у ИТУ регионима 1 и 3 је размак 9 кХз, а у ИТУ регион 2 (Америка) износи 10 кХз.

Да би се постигли ови размаци између канала, аудио спектар мора бити ограничен. Ако станице на суседним каналима не би смеле да стварају сметње, то би озбиљно ограничило горњу звучну фреквенцију. На опсезима кратких таласа то би било пола 5 кХз, тј. 2,5 кХз. Ово очигледно не би омогућило довољан квалитет за емитовање, па је стога пропусни опсег сигнала мало већи од овог и настају одређене сметње. Слично томе, на средњим и дугим таласним опсезима, ширина појаса АМ сигнала је често већа од половине размака између канала. Интерференцијом се управља тако што се не дозвољава станицама у непосредној близини да заузимају суседне канале.

Типични пропусни опсег АМ канала и сигнала

Неке од главних примена амплитудске модулације данас су за емитовање и за ваздухопловне комуникације. Размак између канала разликује се у зависности од примене, фреквенције и локација.


Типични пропусни опсези АМ канала и сигнала
Апликације / ОписРазмак између канала (кХз)Теоретска максимална ширина опсега звука (кХз)
Емитовање дугог / средњег таласа изван Региона 2 (Америка)94.5
Емитовање средњег таласа у региону 2 (Америка)105
Краткоталасно емитовање5

Теоретска ограничења пропусног опсега звука за амплитудно модулисане радио станице постају много ограниченија него што се то дешава у стварности. Бројке опсега звука до 6 кХз нису неуобичајене - углавном се не додељују суседни канали тако да се могу прилагодити сигнали који се шире у суседне канале. Ово је у реду за емитовање на опсезима као што је средњеталасни опсег током дана, али ноћу када сигнали даље путују као резултат ширења јоносфере, долази до већих сметњи.

За опсеге кратких таласа нивои сметњи су често високи - неке радио станице су експериментисале и користиле су један бочни опсег са пуним носачем. Ово ефикасно смањује (преполовљава) ширину опсега укупног сигнала за одређени опсег звука. Да би ово обезбедило добит у канализованом опсежном плану, све станице морају да усвоје исти план.

Ваздухопловна комуникација често користи амплитудску модулацију. Пропусни опсези канала од 25 кХз и 8,33 кХз су стандардни у зависности од ваздухоплова и локације. Звук се може прилагодити тако да одговара размаку канала, јер се може усвојити типични комуникацијски пропусни опсег од 300 Хз до око 3 кХз.

Може се видети да је ширина појаса амплитудске модулације двоструко већа од највећег аудио сигнала који се преноси. То чини релативно лошу у погледу спектралне ефикасности, али се ипак АМ и даље користи за неке примене с обзиром на његову једноставност, посебно у погледу демодулације.


Погледајте видео: Модуляция (Јануар 2022).