Das früheste AM-Signal wurde im Jahr 1901 von einem Ingenieur ausgestrahlt Reginald Fessenden . Er ist Kanadier und hat einen genommen Nonstop-Funkelübertragung sowie ein Mikrofon auf Kohlenstoffbasis innerhalb der Leitung einer Antenne angeordnet. Die Schallwellen beeinflussen das Mikrofon, indem sie dessen Widerstand und Übertragungsintensität ändern. Obwohl sehr einfach, waren Signale über einige hundert Meter Entfernung leicht zu hören, obwohl mit dem Funkeln ein hartes Geräusch zu hören war. Zu Beginn von Nonstop-Sinuswellensignalen wurde die Übertragung erheblich verbessert, und die Amplitudenmodulation wird für Sprachübertragungen üblich. Gegenwärtig wird die Amplitude beim Senden des Audios auf den kurzwelligen, langen mittleren Bändern sowie für die bidirektionale Funkkommunikation auf UKW verwendet, die für Flugzeuge verwendet wird.
Was ist Amplitudenmodulation?
Das Definition der Amplitudenmodulation ist, ist eine Amplitude des Trägersignals proportional zu (gemäß) der Amplitude des Eingangsmodulationssignals. In AM gibt es ein Modulationssignal. Dies wird auch als Eingangssignal oder Basisbandsignal bezeichnet (z. B. Sprache). Dies ist ein niederfrequentes Signal, wie wir zuvor gesehen haben. Es gibt ein anderes Hochfrequenzsignal namens Träger. Der Zweck von AM besteht darin, das niederfrequente Basisbandsignal unter Verwendung des Trägers in ein Signal mit höherer Frequenz umzuwandeln . Wie bereits erwähnt, können sich hochfrequente Signale über größere Entfernungen ausbreiten als niederfrequente Signale. Das Ableitungen der Amplitudenmodulation das Folgende einschließen.
Wellenformen der Amplitudenmodulation
Das Modulationssignal (Eingangssignal) Vm = Vm sin ωmt
Dabei ist Vm der Momentanwert und Vm der Maximalwert des modulierenden (Eingangs-) Signals.
fm ist die Frequenz des modulierenden (Eingangs-) Signals und ωm = 2π fm
Das Trägersignal Vc = Vc ohne ωct
Wobei Vc der Momentanwert und Vc der Maximalwert des Trägersignals ist, ist fc die Frequenz des Trägersignals und ωc = 2π fc.
AM-Wellenformanalyse
Das Amplitudenmodulationsgleichung ist,
VAM = Vc + Vm = Vc + Vm sin ωmt
vAM = VAM sin θ = VAM ohne ωct
= (Vc + Vm sin ωmt) sin ωct
= Vc (1 + m sin ωmt) sin ωct, wobei m gegeben ist durch m = Vm / Vc
Modulationsgrad
Der Modulationsindex ist definiert als das Verhältnis der Amplitude des Modulationssignals und der Amplitude des Trägersignals. Es wird mit 'm' bezeichnet.
Modulationsgrad m = Vm / Vc
Der Modulationsindex wird auch als Modulationsfaktor, Modulationskoeffizient oder Modulationsgrad bezeichnet
'M' muss einen Wert zwischen 0 und 1 haben.
'M', ausgedrückt als Prozentsatz, wird als% Modulation bezeichnet.
Vm = Vmax-Vmin / 2
Vc = Vmax-Vm
Vc = Vmax- (Vmax-Vmin / 2) = Vmax + Vmin / 2
Deshalb, Vm / Vc = (Vmax-Vmin / Vmax + Vmin)
Kritische Modulation
Dies geschieht, wenn der Modulationsindex (m) = 1 ist. Beachten Sie, dass während der kritischen Modulation Vmin = 0 ist
Kritische Modulation
M = Vm / Vc = (Vmax-Vmin / Vmax + Vmin) = (Vmax / Vmax) = 1
Ersatz V m = 0 Daher bei kritischer Modulation m = Vm / Vc
Ersetze m = 1. Daher bei kritischer Modulation Vm = Vc
Was ist Übermodulation und Seitenbänder von AM?
Dies kann auftreten, wenn m> 1
Das ist (Vm / Vc)> 1 . Deshalb Vm> Vc . Mit anderen Worten ist das Modulationssignal größer als das Trägersignal.
Das AM-Signal erzeugt neue Signale, die als Seitenbänder bezeichnet werden, bei anderen Frequenzen als fc oder fm.
Wir wissen das V.AM= (Vc + m Vm sin ωmt) sin ωct
Das wissen wir auch m = Vm / Vc . Deshalb Vm = m.Vc.
Seitenbänder von AM
Deshalb,
Fall 1: Sowohl das Eingangssignal als auch das Trägersignal sind Sinuswellen.
V.AM= (Vc + m Vc sin ωmt) sin ωct
= Vc sin ωct + m Vc sin ωmt. Sin ωct
Erinnern SinA SinB = 1/2 [cos (A - B) - cos (A + B)]
Deshalb VAM = Vc sin ωct + [mVc / 2 cos (ωc - wm) t] [mVc / 2 cos (ωc + wm) t]
Wo Vc sin ωct ist Träger
mVc / 2 cos (ωc - wm) t ist das untere Seitenband
mVc / 2 cos (ωc + wm) t I. Abendessen Seitenband
Daher hat das AM-Signal drei Frequenzkomponenten: Träger, oberes Seitenband und unteres Seitenband.
Fall 2: Sowohl das Eingangssignal als auch das Trägersignal sind Cos-Wellen.
VAM = (Vc + m Vc cos ωmt) cos ωct
= Vc cos ωct + mVc cos ωmt. cos ωct
Erinnern Cos A Cos B = 1/2 [cos (A ─ B) + cos (A + B)]
Deshalb VAM = Vc cos & ohgr; ct + [mVc / 2 cos (& ohgr; c - wm) t] + [mVc / 2 cos (& ohgr; c + wm) t]
Wo Vc cos ωct
mVc / 2 cos (ωc - wm) t ist unteres Seitenband
mVc / 2 cos (ωc + wm) t Abendessen Seitenband
Daher hat das AM-Signal drei Frequenzkomponenten: Träger, oberes Seitenband und unteres Seitenband
Bandbreite von AM
Die Bandbreite eines komplexen Signals wie AM ist die Differenz zwischen seinen Komponenten mit der höchsten und der niedrigsten Frequenz und wird in Hertz (Hz) ausgedrückt. Die Bandbreite behandelt nur Frequenzen.
Wie in der folgenden Abbildung gezeigt
Bandbreite = (fc - fm) - (fc + fm) = 2 fm
Die Leistungsstufen in Träger- und Seitenbändern
Leistungsstufen in Träger- und Seitenbändern
Die AM-Welle besteht aus drei Komponenten. Unmodulierter Träger, USB & LSB.
Die Gesamtleistung von AM ist = Leistung in der
Unmodulierter Träger + Stromversorgung über USB + Stromversorgung über LSB
Wenn R die Last ist, wird das Gerät eingeschaltet AM = V2c / R + V.LSBzwei/ R + V.USB2/2
Trägerleistung
Spitzenträgerleistung = V.zweic / R.
Spitzenspannung = Vc, daher Effektivspannung = Vc / √2
RMS-Trägerleistung = 1 / R [Vc / √2]zwei= V.zweic/ 2R
RMS-Leistung in Seitenbändern
PLSB = PUSB = V.SB2 / R = 1 / R [mVc / 2 / √2]zwei
= mzwei(U)zwei/ 8R = mzwei/ 4 X V.zweic/2R
RMS-Leistung in Seitenbändern
Wir wissen das V.zweic / 2R = Pc
Deshalb P.LSB= mzwei/ 4 x Stk
Totale Kraft = vzweic / 2R + m2Vczwei/ 8R + m2Vczwei/ 8R
vzweic / 2R [1 + (m2 / 4) + (m2 / 4)] = Pc [1 + (m2 / 4) + (m2 / 4)]
P.Gesamt = Pc [1 + mzwei/ zwei]
Modulationsindex in Bezug auf Gesamtleistung (PTotal) und Trägerleistung (Pc)
PTotal = Pc [1 + mzwei/zwei]
PTotal / Pc = [1 + mzwei/zwei]
mzwei/ 2 = P.Gesamt/ Pc - 1
m = √2 (P.Gesamt/ Pc - 1)
Übertragungseffizienz
In AM gibt es drei Leistungskomponenten Pc, PLSB und PUSB
Von diesen Pc ist ein unmodulierter Träger. Es ist verschwenderisch, da es überhaupt keine Informationen enthält.
Die beiden Seitenbänder tragen alle nützlichen Informationen und daher wird die nützliche Leistung nur in Seitenbändern ausgegeben
Effizienz (η)
Ein Verhältnis der Sendeleistung, die die nützlichen Informationen (PLSB + PUSB) enthält, zur gesamten Sendeleistung .
Übertragungseffizienz = (P.LSB+ P.USB) / (PTotal)
η = Pc [mzwei/ 4 + mzwei/ 4] / Pc [1 = mzwei/ 2] = mzwei/ 2 + mzwei
η% = (mzwei/ 2 + mzwei) X 100
Amplitudendemodulation
Das Inverse des Modulators und es gewinnt (decodiert) das ursprüngliche Signal (was war das Modulationssignal am Senderende) aus dem empfangenen AM-Signal.
Hüllkurvendetektor
AM ist eine einfache Welle und der Detektor ist ein Demodulator. Es stellt das ursprüngliche Signal (was war das Modulationssignal am Senderende) aus dem empfangenen AM-Signal wieder her. Das Detektor besteht aus eine einfache Halbwellengleichrichter Dies korrigiert das empfangene AM-Signal. Darauf folgt a Tiefpassfilter Dadurch wird die Hochfrequenz-Trägerwellenform des empfangenen Signals entfernt (umgangen). Der resultierende Ausgang des Tiefpassfilters ist das ursprüngliche Eingangssignal (Modulationssignal).
Hüllkurvendetektor
Das eingehende AM-Signal ist transformatorgekoppelt. Der HW-Gleichrichter leitet während positiver AM-Zyklen und schneidet negative AM-Zyklen ab. Der Filterkondensator C filtert (umgeht) den Hochfrequenzträger (fc) und lässt nur die niedrigere Frequenz (fm) zu. So, Der Filter Ausgang ist das ursprüngliche Eingangssignal (Modulationssignal).
Arten der Amplitudenmodulation
Der Unterschied Arten von Amplitudenmodulationen das Folgende einschließen.
1) Doppelseitenband-unterdrückte Trägermodulation (DSB-SC)
- Die übertragene Welle besteht nur aus dem oberen und unteren Seitenband
- Die Anforderungen an die Kanalbandbreite sind jedoch dieselben wie zuvor.
2) Einseitenbandmodulation (SSB)
- Die Modulationswelle besteht nur aus dem oberen oder dem unteren Seitenband.
- Um das Spektrum des Modulationssignals an einen neuen Ort im Frequenzbereich zu übersetzen.
3) Vestigial Sideband (VSB) Modulation
- Ein Seitenband wird fast vollständig durchlaufen und nur eine Spur des anderen Seitenbandes bleibt erhalten.
- Die erforderliche Kanalbandbreite übersteigt die Nachrichtenbandbreite geringfügig um einen Betrag, der der Breite des Restseitenbandes entspricht.
Vor- und Nachteile der Amplitudenmodulation
Das Vorteile der Amplitudenmodulation das Folgende einschließen.
- Die Amplitudenmodulation ist wirtschaftlich und leicht erhältlich
- Es ist so einfach zu implementieren und mit einer Schaltung mit weniger Komponenten es kann demoduliert werden.
- Die Empfänger von AM sind kostengünstig, da keine speziellen Komponenten erforderlich sind.
Das Nachteile der Amplitudenmodulation das Folgende einschließen.
- Der Wirkungsgrad dieser Modulation ist sehr gering, da sie viel Strom verbraucht
- Diese Modulation verwendet mehrmals die Amplitudenfrequenz, um das Signal durch ein Trägersignal zu modulieren.
- Dies verringert die ursprüngliche Signalqualität auf der Empfangsseite und verursacht Probleme in der Signalqualität.
- AM-Systeme sind anfällig für die Erzeugung von Rauschen.
- Das Anwendungen der Amplitudenmodulation Beschränkungen für UKW, Radios und nur eins zu eins Kommunikation
Hier geht es also um einen Überblick über Amplitudenmodulation . Der Hauptvorteil ist, dass da eine kohärente Referenz nicht ist für die Demodulation erforderlich solange 0 Pulsamplitudenmodulation ?
