Амплитудна модулација

Од Википедија — слободната енциклопедија
Прејди на прегледникот Прејди на пребарувањето
Приказ на модулацијата. Најгоре – информациски сигнал. Средина – амплитудно модулиран носител. Најдолу – фреквенциско модулиран носител.

Амплитудната модулација е вид на модулација при која амплитудата на сигналот на носечката фреквенција се менува пропорционално на сигналот на корисната информација. Централната носечка фреквенција се држи константна. Заедно со фреквенциската и фазната модулација претставува една од трите основни модулации. Ако информацискиот сигнал е аналоген сигнал (говор, музика), амплитудата на сигналот на носечката фреквенција ќе се менува континуирано во одреден амплитуден опсег. Ако информацискиот сигнал е дигитален сигнал, амплитудата на сигналот на носечката фреквенција може да има две или повеќе дискретни вредности. Во наједноставниот облик на импулсно-амплитудна модулација (ИАМ) (англ. Pulse Amplitude Modulation) амплитудата може да се одржува на една вредност за дигитална нула, а на друга за единицата.

Можни облици на модулација[уреди | уреди извор]

Да го разгледаме математичкиот израз за синусоидалниот бран:

v = Vp sin(2πft+θ) или

v = Vp sin(ωt+θ)

каде

  • v = моментална вредност на синусоидалниот напон
  • Vp = врвна вредност на синусоидалниот напон
  • f = фреквенција (Hz)
  • ωt = 2πft = аголна брзина
  • t = време (s)
  • ω = 2πf = аголот во радијани
  • θ = фазен агол

Од ова може да видиме дека постојат три начини на модулација, зависно од тоа на кој начин се менува носителот. Тоа се амплитудна, фреквенциска и фазна модулација.

Носител и странични опсези[уреди | уреди извор]

Обичната амплитудна модулација, со синусоидален корисен сигнал на една фреквенција, со носечката фреквенција генерира горна и долна странична фреквенција. Со посебни начини се потиснуваат: носителот, долниот или горниот страничен опсег на фреквенцијата. Така при амплитудна модулација со еден страничен опсег (англ. Single Side Band, SSB) се пренесува еден страничен опсег. Во радиоприемникот за модулација со еден страничен опсег повторно се воспоставува носечка фреквенција со помош на посебен осцилатор.

Особини на амплитудната модулација[уреди | уреди извор]

Амплитудната модулација спаѓа во таканаречените линеарни постапки. Тоа значи дека на излезот нема генерирање на нови спектрални компоненти во однос на влезот (она што го немаме на влезот нема да го имаме ниту на излезот). Амплитудната модулација се состои во транслација на оригиналниот модулирачки сигнал на фреквенција на носителот. Во реални ситуации фреквенцијата на носителот е многупати поголема од фреквенцијата на модулирачкиот сигнал. Информацијата која се пренесува сега е содржана во анвелопата (обвивката) на амплитудно модулираниот сигнал. Најважниот параметар на овој вид модулација е максималната вредност односно амплитудата на модулираниот сигнал.

Фреквенциски спектар на АМ сигналот

Да претпоставиме каков било облик на модулирачкиот сигнал (додека брановиот облик на носителот е главно синусоида или косинусоида), тогаш неговиот спектар ќе изгледа како на сликата.

Воопштено зборувајќи амплитудно модулираниот сигнал се добива со продуктна модулација (производ) на носителот и модулирачкиот сигнал во таканаречените модулатори.

Тогаш добиваме амплитудно модулиран сигнал со два странични опсези и со фреквенција на носителот:

каде

е амплитуда на сигналот на носечката фреквенција,
е кружна фреквенција,
е сигнал на носечката фреквенција како функција од времето,
е сигнал на горниот страничен опсег како функција од времето, и
е сигнал на долниот страничен опсег како функција од времето.

Индекс на модулација[уреди | уреди извор]

Се нарекува и коефициент на модулација. Коефициентот на модулација m покажува за колкав дел од својата средна вредност се менува амплитудата на високофреквентните осцилации во текот на модулацијата.

За АМ изнесува:

каде е најголемата промена на амплитудата на вкупната струја кога нема модулација, а амплитуда на струјата на носечката фреквенција кога нема модулирачки сигнал.

За разни вредности на индексот на модулација m имаме и различни бранови облици. Доколку индексот на амплитудна модулација m е еднаков на нула, тогаш велиме дека не е извршена модулација и имаме само носител (носечка фреквенција). Исто така ако индексот на модулација m>1 велиме дека сигналот е премодулиран и за него не може да се изврши процес на демодулација (не можеме да го добиеме оригиналниот модулирачки сигнал). Што се однесува до електронските кола за реализација на амплитудна модулација, нив ги има повеќе и може да се реализираат на повеќе начини.

Пример на добивање на АМ сигнала[уреди | уреди извор]

Пример на шема за добивање на амплитудно модулиран сигнал е даден на сликата.

Medo5.gif

Функцискиот генератор VG2 претставува носите со синусоидален бранов облик со фреквенција од 200kHz и амплитуда 10 V, додека првиот функциски генератор VG1 претставува модулирачки сигнал за кој е земен едноставен синусоидален тест-тон со фреквенција од 1 kHz и амплитуда од 10 V. Напонот на напојување Vcc изнесува 30 V. Биполарниот НПН транзистор Т1 ги засилува овие два сигнала. Еднонасочната компонента е отстранета со помош на кондензаторот С2 (кој претставува прекин за еднонасочниот сигнал). Амплитудно модулираниот сигнал се добива на отпорникот R3.

Примена[уреди | уреди извор]

Комерцијалните радиостаници кои работат во опсегот на долги, средни и кратки бранови користат амплитудна модулација. Истата се користи и за пренос на сигналот на слика во безжичниот телевизиски систем, како и за многу други жични и безжични комуникациски системи.

Предноста на амплитудната модулација во однос на фреквенциската е во тоа што при радиокомуникација е потребен потесен фреквенциски опсег, а нејзин недостаток е што има помал отпорност на пречки.


Литература[уреди | уреди извор]

  • Electronic Communication Systems, Fundamentals Through Advanced, 4th edition, Wayne Tomasi, ISBN 0-13-022125-2