Het vroegste AM-signaal werd in 1901 uitgezonden door een ingenieur Reginald Fessenden Hij is een Canadees en nam een non-stop sprankelende transmissie evenals een op koolstof gebaseerde microfoon in de kabel van een antenne. De geluidsgolven beïnvloeden de microfoon door de weerstand en de transmissie-intensiteit te veranderen. Hoewel het heel eenvoudig was, waren de signalen gemakkelijk te horen over een paar honderd meter afstand, al was er wel een hard geluid bij de schittering. Aan het begin van non-stop sinusgolfsignalen, wordt de uitzending aanzienlijk verbeterd en zal amplitudemodulatie gebruikelijk worden voor spraakoverdracht. Momenteel wordt de amplitude gebruikt voor het uitzenden van audio op de korte golf, lange middenbanden, en voor bidirectionele radiocommunicatie op VHF die wordt gebruikt voor vliegtuigen.
Wat is amplitudemodulatie?
De amplitudemodulatie definitie dat wil zeggen, een amplitude van het dragersignaal is evenredig met (in overeenstemming met) de amplitude van het ingangsmodulatiesignaal. In AM is er een modulerend signaal. Dit wordt ook wel een ingangssignaal of basisbandsignaal genoemd (bijvoorbeeld spraak). Dit is een laagfrequent signaal zoals we eerder hebben gezien. Er is nog een hoogfrequent signaal genaamd carrier. Het doel van AM is om het laagfrequente basisbandsignaal om te zetten naar een hoger freq signaal met behulp van de draaggolf Zoals eerder besproken, kunnen hoogfrequente signalen over grotere afstanden worden voortgeplant dan laagfrequente signalen. De afgeleiden van amplitudemodulatie omvatten de volgende.
Amplitudemodulatie golfvormen
Het modulerende signaal (ingangssignaal) Vm = Vm zonde ωmt
Waarbij Vm de momentane waarde is en Vm de maximale waarde van het modulerende (ingangs) signaal.
fm is de frequentie van het modulerende (ingangs) signaal en ωm = 2π fm
Het Carrier-signaal Vc = Vc zonder ωct
Waar Vc de momentane waarde is en Vc de maximale waarde van het dragersignaal, is fc de frequentie van het dragersignaal en ωc = 2π fc.
AM-golfvormanalyse
De amplitudemodulatievergelijking is,
VAM = Vc Vm = Vc + Vm zonde ωmt
vAM = VAM zonde θ = VAM zonder ωct
= (Vc + Vm sin ωmt) zonde ωct
= Vc (1 + m sin ωmt) sin ωct waarbij m wordt gegeven door m = Vm / Vc
Modulatie-index
Modulatie-index wordt gedefinieerd als de verhouding tussen de amplitude van het modulatiesignaal en de amplitude van het dragersignaal. Het wordt aangeduid met ‘m’
Modulatie-index m = Vm / Vc
Modulatie-index is ook bekend als modulatiefactor, modulatiecoëfficiënt of mate van modulatie
'M' heeft een waarde tussen 0 en 1.
'M' uitgedrukt als een percentage wordt% modulatie genoemd.
Vm = Vmax-Vmin / 2
Vc = Vmax-Vm
Vc = Vmax- (Vmax-Vmin / 2) = Vmax + Vmin / 2
Daarom Vm / Vc = (Vmax-Vmin / Vmax + Vmin)
Kritische modulatie
Het gebeurt wanneer modulatie-index (m) = 1. Let op: tijdens kritische modulatie Vmin = 0
Kritische modulatie
M = Vm / Vc = (Vmax-Vmin / Vmax + Vmin) = (Vmax / Vmax) = 1
Plaatsvervanger V m = 0 Daarom bij kritische modulatie m = Vm / Vc
Vervang m = 1. Daarom bij kritische modulatie Vm = Vc
Wat is overmodulatie en zijbanden van AM?
Dit kan gebeuren wanneer m> 1
Dat is (Vm / Vc)> 1 Daarom Vm> Vc Met andere woorden, het modulatiesignaal is groter dan het draaggolfsignaal.
Het AM-signaal genereert nieuwe signalen, zijbanden genaamd, op andere frequenties dan fc of fm.
We weten dat V.AM= (Vc + m Vm sin ωmt) zonde ωct
Dat weten we ook m = Vm / Vc Daarom Vm = m.Vc
Zijbanden van AM
Daarom
Geval 1: Zowel het ingangssignaal als het draaggolfsignaal zijn sinusgolven.
V.AM= (Vc + m Vc sin ωmt) zonde ωct
= Vc zonde ωct + m Vc zonde ωmt. Zonde ωct
Terugroepen SinA SinB = 1/2 [cos (A-B) - cos (A + B)]
Daarom VAM = Vc sin ωct + [mVc / 2 cos (ωc - wm) t] ─ [mVc / 2 cos (ωc + wm) t]
Waar Vc sin ωct is drager
mVc / 2 cos (ωc - wm) t is een onderste zijband
mVc / 2 cos (ωc + wm) t ik avondmaal zijband
Daarom heeft het AM-signaal drie frequentiecomponenten, Carrier, Upper Sideband en Lower Side Band.
Geval 2: Zowel het ingangssignaal als het draaggolfsignaal zijn cos-golven.
VAM = (Vc + m Vc cos ωmt) cos ωct
= Vc cos ωct + mVc cos ωmt. cos ωct
Terugroepen Cos A Cos B = 1/2 [cos (A ─B) + cos (A + B)]
Daarom VAM = Vc cos ωct + [mVc / 2 cos (ωc - wm) t] + [mVc / 2 cos (ωc + wm) t]
Waar Vc cos ωct
mVc / 2 cos (ωc - wm) t is de onderste zijband
mVc / 2 cos (ωc + wm) t avondmaal zijband
Daarom heeft het AM-signaal drie frequentiecomponenten, Carrier, Upper Sideband en Lower Side Band
Bandbreedte van AM
De bandbreedte van een complex signaal zoals AM is het verschil tussen de componenten met de hoogste en laagste frequentie en wordt uitgedrukt in Hertz (Hz). Bandbreedte heeft alleen betrekking op frequenties.
Zoals weergegeven in de volgende afbeelding
Bandbreedte = (fc - fm) - (fc + fm) = 2 fm
De vermogensniveaus in carrier en zijbanden
Vermogensniveaus in draaggolf en zijbanden
Er zijn drie componenten in de AM-golf. Ongemoduleerde carrier, USB en LSB.
Totale kracht van AM is = kracht in de
Ongemoduleerde carrier + Power in USB + Power in LSB
Als R de belasting is, dan Power in AM = V2c / R + VLSBtwee/ R + VUSB2/2
Draagvermogen
Piek draagvermogen = Vtweec / R
Piekspanning = Vc, dus RMS-spanning = Vc / √2
RMS draagvermogen = 1 / R [Vc / √2]twee= Vtweec / 2R
RMS-vermogen in zijbanden
PLSB = PUSB = VSB2 / R = 1 / R [mVc / 2 / √2]twee
= mtwee(U)twee/ 8R = mtwee/ 4 X Vtweec / 2R
RMS-vermogen in zijbanden
We weten dat V.tweec / 2R = Pc
Daarom P.LSB= mtwee/ 4 x Stuk
Totale kracht = vtweec / 2R + m2Vctwee/ 8R + m2Vctwee/ 8R
vtweec / 2R [1 + (m2 / 4) + (m2 / 4)] = Pc [1 + (m2 / 4) + (m2 / 4)]
P.Totaal = Pc [1 + mtwee/ twee]
Modulatie-index in termen van totaal vermogen (PTotal) en draagvermogen (Pc)
PTotaal = Pc [1 + mtwee/twee]
PTotaal / Pc = [1 + mtwee/twee]
mtwee/ 2 = P.Totaal/ Pc - 1
m = √2 (BlzTotaal/ Stuk - 1)
Transmissie-efficiëntie
In AM zijn er drie stroomcomponenten Pc, PLSB en PUSB
Van deze Pc is een ongemoduleerde drager. Het is een verspilling omdat het helemaal geen informatie bevat.
De twee zijbanden dragen alle nuttige informatie en dus nuttig vermogen alleen in zijbanden
Efficiëntie (η)
Een verhouding van uitgezonden vermogen dat de nuttige informatie (PLSB + PUSB) bevat tot het totale uitgezonden vermogen
Transmissie-efficiëntie = (PLSB+ BlzUSB) / (PTotaal)
η = Pc [mtwee/ 4 + mtwee/ 4] / Pc [1 = mtwee/ 2] = mtwee/ 2 + mtwee
η% = (mtwee/ 2 + mtwee) X 100
Amplitude-demodulatie
Het omgekeerde van de modulator en het herstelt (decodeert) het originele signaal (wat was het modulatiesignaal aan de zenderzijde) van het ontvangen AM-signaal.
Envelop Detector
AM is een simpele golf, en de detector is een demodulator. Het herstelt het oorspronkelijke signaal (wat was het modulatiesignaal aan de zenderzijde) uit het ontvangen AM-signaal. De detector bestaat uit een eenvoudige halfgolf gelijkrichter die het ontvangen AM-signaal corrigeert. Dit wordt gevolgd door een laagdoorlaatfilter die de hoogfrequente draaggolfvorm verwijdert (omzeilt) van het ontvangen signaal. Het resulterende uitgangssignaal van het laagdoorlaatfilter is het oorspronkelijke ingangssignaal (modulerend).
Envelop Detector
Het inkomende AM-signaal is een transformatorgekoppelde HW-gelijkrichter die geleidt tijdens positieve cycli van AM en negatieve cycli van AM afsnijdt. Filtercondensator C filtert (omzeilt) de hoogfrequente draaggolf (fc) en laat alleen de lagere frequentie (fm) toe. Dus, het filter output is het originele input (modulerende) signaal.
Soorten amplitudemodulatie
Het verschil soorten amplitudemodulaties omvatten de volgende.
1) Modulatie met dubbele zijband-onderdrukte draaggolf (DSB-SC)
- De uitgezonden golf bestaat alleen uit de bovenste en onderste zijbanden
- Maar de vereiste kanaalbandbreedte is hetzelfde als voorheen.
2) Enkele zijband (SSB) modulatie
- De modulatiegolf bestaat alleen uit de bovenste zijband of de onderste zijband.
- Het spectrum van het modulerende signaal vertalen naar een nieuwe locatie in het frequentiedomein.
3) Vestigial zijband (VSB) modulatie
- De ene zijband wordt bijna volledig gepasseerd en slechts een spoor van de andere zijband blijft behouden.
- De vereiste kanaalbandbreedte is iets groter dan de berichtbandbreedte met een hoeveelheid die gelijk is aan de breedte van de restzijband.
Voordelen en nadelen van amplitudemodulatie
De voordelen van amplitudemodulatie omvatten de volgende.
- Amplitudemodulatie is zowel economisch als gemakkelijk verkrijgbaar
- Het is zo eenvoudig te implementeren en door een circuit te gebruiken met minder componenten het kan worden gedemoduleerd.
- De ontvangers van AM zijn goedkoop omdat er geen speciale componenten voor nodig zijn.
De nadelen van amplitudemodulatie omvatten de volgende.
- Het rendement van deze modulatie is erg laag omdat het veel stroom verbruikt
- Deze modulatie gebruikt verschillende malen de amplitudefrequentie om het signaal te moduleren door een draaggolfsignaal.
- Dit verlaagt de oorspronkelijke signaalkwaliteit aan de ontvangende kant en veroorzaakt problemen in de signaalkwaliteit.
- AM-systemen zijn gevoelig voor het genereren van ruis.
- De toepassingen van amplitudemodulatie limieten voor VHF, radio's en alleen van toepassing op één-op-één communicatie
Dit gaat dus allemaal over een overzicht van amplitudemodulatie Het belangrijkste voordeel is dat aangezien een coherente referentie dat niet is vereist voor demodulatie zolang 0 pulsamplitudemodulatie
