Den tidigaste AM-signalen sändes år 1901 av en ingenjör Reginald Fessenden . Han är en kanadensare och han tog en nonstop gnistöverföring samt placerade en kolbaserad mikrofon i ledningen på en antenn. Ljudvågorna påverkar mikrofonen genom att ändra dess motstånd och överföringsintensitet. Även om det var väldigt enkelt var signalerna lätta att höra över några hundra meters avstånd, men det fanns ett hårt ljud med gnistan. I början av direkta sinusvågsignaler förbättras sändningen mycket, och amplitudmodulering blir vanligt för röstöverföringar. För närvarande används amplituden vid sändning av ljudet på kortvågiga, långa mediumband samt för dubbelriktad radiokommunikation på VHF som används för flygplan.
Vad är amplitudmodulering?
De amplitudmodulationsdefinition är en amplitud hos bärarsignalen proportionell mot (i enlighet med) amplituden hos den ingående moduleringssignalen. I AM finns en modulerande signal. Detta kallas också en insignal eller basbandssignal (tal till exempel). Detta är en lågfrekvent signal som vi har sett tidigare. Det finns en annan högfrekvent signal som kallas bärare. Syftet med AM är att översätta lågfrekvensbasbandssignalen till en högre freq-signal med hjälp av bäraren . Som diskuterats tidigare kan högfrekventa signaler spridas över längre avstånd än lägre frekvenssignaler. De derivat av amplitudmodulering inkluderar följande.
Amplitudmoduleringsvågformer
Den modulerande signalen (ingångssignal) Vm = Vm sin ωmt
Där Vm är det momentana värdet och Vm är det maximala värdet för den modulerande (ingångssignalen).
fm är frekvensen för den modulerande (ingångssignalen) och ωm = 2π fm
Bärsignalen Vc = Vc utan ωct
Där Vc är det ögonblickliga värdet och Vc är det maximala värdet för bärvågssignalen, är fc bärvågssignalens frekvens och ωc = 2π fc.
AM Waveform Analys
De amplitudmodulationsekvation är,
VAM = Vc + Vm = Vc + Vm sin ωmt
vAM = VAM sin θ = VAM utan ωct
= (Vc + Vm sin ωmt) sin ωct
= Vc (1 + m sin ωmt) sin ωct där m ges av m = Vm / Vc
Modulationsindex
Modulationsindex definieras som förhållandet mellan moduleringssignalens amplitud och bärarsignalens amplitud. Det betecknas med 'm'
Modulationsindex m = Vm / Vc
Modulationsindex är också känt som moduleringsfaktor, moduleringskoefficient eller grad av modulering
”M” ska ha ett värde mellan 0 och 1.
”M” när det uttrycks i procent kallas% modulering.
Vm = Vmax-Vmin / 2
Vc = Vmax-Vm
Vc = Vmax- (Vmax-Vmin / 2) = Vmax + Vmin / 2
Därför, Vm / Vc = (Vmax-Vmin / Vmax + Vmin)
Kritisk modulering
Det händer när moduleringsindex (m) = 1. Observera, under kritisk modulering Vmin = 0
Kritisk modulering
M = Vm / Vc = (Vmax-Vmin / Vmax + Vmin) = (Vmax / Vmax) = 1
Ersätt Vm = 0 Därför vid kritisk modulering m = Vm / Vc
Ersätt m = 1. Därför vid kritisk modulering Vm = Vc
Vad är övermodulering och sidoband av AM?
Detta kan inträffa när m> 1
Det är (Vm / Vc)> 1 . Därför Vm> Vc . Med andra ord är moduleringssignalen större än bärarsignalen.
AM-signalen genererar nya signaler som kallas sidoband, vid andra frekvenser än fc eller fm.
Vi vet det VAM= (Vc + m Vm sin ωmt) sin ωct
Det vet vi också m = Vm / Vc . Därför Vm = m.Vc
Sidoband av AM
Därför,
Fall 1: Både insignalen och bärarsignalen är sinusvågor.
VAM= (Vc + m Vc sin ωmt) sin ωct
= Vc sin ωct + m Vc sin ωmt. Synd ωct
Återkallelse SinA SinB = 1/2 [cos (A-B) - cos (A + B)]
Därför VAM = Vc sin ωct + [mVc / 2 cos (ωc - wm) t] ─ [mVc / 2 cos (ωc + wm) t]
Var Vc sin ωct är bärare
mVc / 2 cos (ωc - wm) t är nedre sidoband
mVc / 2 cos (ωc + wm) t I middagssideband
Därför har AM-signalen tre frekvenskomponenter, Carrier, Upper Sideband och Lower Side Band.
Fall 2: Både insignalen och bärarsignalen är cos-vågor.
VAM = (Vc + m Vc cos ωmt) cos ωct
= Vc cos ωct + mVc cos ωmt. cos ωct
Återkallelse Cos A Cos B = 1/2 [cos (A ─B) + cos (A + B)]
Därför VAM = Vc cos ωct + [mVc / 2 cos (ωc - wm) t] + [mVc / 2 cos (ωc + wm) t]
Var Vc cos ωct
mVc / 2 cos (ωc - wm) t är nedre sidoband
mVc / 2 cos (ωc + wm) t middagssideband
Därför har AM-signalen tre frekvenskomponenter, Carrier, Upper Sideband och Lower Side Band
Bandbredd för AM
Bandbredden för en komplex signal som AM är skillnaden mellan dess högsta och lägsta frekvenskomponenter och uttrycks i Hertz (Hz). Bandbredd handlar bara om frekvenser.
Som visas i följande bild
Bandbredd = (fc - fm) - (fc + fm) = 2 fm
Effektnivåerna i bäraren och sidobanden
Effektnivåer i bärare och sidoband
Det finns tre komponenter i AM-vågen. Omodulerad bärare, USB och LSB.
Total effekt av AM är = Kraft i
Omodulerad bärare + Ström i USB + Ström i LSB
Om R är belastningen, slå sedan in strömmen AM = V2c / R + V.LSBtvå/ R + V.USB2/2
Bärarkraft
Toppbärare Power = Vtvåc / R
Toppspänning = Vc, därför RMS-spänning = Vc / √2
RMS-bärareffekt = 1 / R [Vc / √2]två= Vtvåc / 2R
RMS Power i sidoband
PLSB = PUSB = V.SB2 / R = 1 / R [mVc / 2 / √2]två
= mtvå(U)två/ 8R = mtvå/ 4 X Vtvåc / 2R
RMS Power i sidoband
Vi vet det Vtvåc / 2R = Pc
Därför PLSB= mtvå/ 4 x st
Total effekt = vtvåc / 2R + m2Vctvå/ 8R + m2Vctvå/ 8R
vtvåc / 2R [1 + (m2 / 4) + (m2 / 4)] = Pc [1 + (m2 / 4) + (m2 / 4)]
PTotal = Pc [1 + mtvå/ två]
Modulationsindex i termer av total effekt (PTotal) och bärareffekt (Pc)
PTotal = Pc [1 + mtvå/två]
PTotal / Pc = [1 + mtvå/två]
mtvå/ 2 = PTotal/ Pc - 1
m = √2 (PTotal/ Pc - 1)
Överföringseffektivitet
I AM finns tre kraftkomponenter Pc, PLSB och PUSB
Av dessa Pc är en omodulerad bärare. Det är slösaktigt eftersom det inte innehåller någon information alls.
De två sidobanden bär, all användbar information och därför används användbar kraft bara i sidobanden
Effektivitet (η)
Ett förhållande mellan överförd effekt som innehåller användbar information (PLSB + PUSB) och den totala överförda effekten .
Överföringseffektivitet = (PLSB+ PUSB) / (PTotal)
η = Pc [mtvå/ 4 + mtvå/ 4] / Pc [1 = mtvå/ 2] = mtvå/ 2 + mtvå
η% = (mtvå/ 2 + mtvå) X 100
Amplituddemodulering
Modulatorns invers och den återställer (avkodar) originalsignalen (vad var moduleringssignalen vid sändaränden) från den mottagna AM-signalen.
Kuvertdetektor
AM är en enkel våg, och detektorn är en demodulator. Den återställer originalsignalen (vad var moduleringssignalen vid sändarens ände) från den mottagna AM-signalen. De detektorn består av en enkel halvvågslikriktare som korrigerar den mottagna AM-signalen. Detta följs av en lågpassfilter som tar bort (kringgår) den högfrekventa bärvågformen den mottagna signalen. Den resulterande utsignalen från lågpassfiltret kommer att vara den ursprungliga ingångssignalen (modulerande).
Kuvertdetektor
Den inkommande AM-signalen är transformatorkopplad HW-likriktare leder under positiva cykler av AM och avbryter negativa cykler av AM. Filterkondensator C filtrerar (kringgår) högfrekvensbäraren (fc) och tillåter endast den lägre frekvensen (fm). Således, filtret utgången är den ursprungliga ingångssignalen (modulerande).
Typer av amplitudmodulering
Den annorlunda typer av amplitudmoduleringar inkluderar följande.
1) Dubbel sideband-undertryckt bärarmodulering (DSB-SC) modulering
- Den överförda vågen består endast av de övre och nedre sidobanden
- Men kravet på kanalbandbredd är detsamma som tidigare.
2) SSB-modulering (Single Sideband)
- Modulationsvågen består endast av det övre eller det undre sidobandet.
- För att översätta moduleringssignalens spektrum till en ny plats i frekvensdomänen.
3) Vestigial sideband (VSB) -modulering
- Det ena sidobandet passeras nästan helt och bara ett spår av det andra sidobandet behålls.
- Den erforderliga kanalbandbredden är något större än meddelandebandbredden med ett belopp som är lika med bredden på det vestigiala sidobandet.
Fördelar och nackdelar med amplitudmodulering
De fördelarna med amplitudmodulering inkluderar följande.
- Amplitudmodulering är både ekonomisk och lätt att uppnå
- Det är så enkelt att implementera, och genom att använda en krets med färre komponenter det kan demoduleras.
- Mottagarna av AM är billiga eftersom det inte kräver några specialkomponenter.
De nackdelarna med amplitudmodulering inkluderar följande.
- Effektiviteten med denna modulering är mycket låg eftersom den använder mycket kraft
- Denna modulering använder amplitudfrekvens flera gånger för att modulera signalen med en bärarsignal.
- Detta minskar den ursprungliga signalkvaliteten på mottagaränden och orsakar problem i signalkvaliteten.
- AM-system är känsliga för generering av brusgenerering.
- De tillämpningar av amplitudmodulering gränser för VHF, radioapparater och tillämpligt endast för en kommunikation
Således handlar det här om en översikt över amplitudmodulering . Den största fördelen är att eftersom en sammanhängande referens inte är det krävs för demodulering så länge som 0 pulsamplitudmodulering ?
