The modulovaná amplituda Dopoledne (amplitudová modulace) je technika přenosu signálu, při které sinusová elektromagnetická vlna nesoucí frekvenci fC, odpovědný za přenos zprávy o frekvenci fs << fC, mění (tj. moduluje) svou amplitudu podle amplitudy signálu.
Oba signály cestují jako jeden, celkový signál (AM signál), který kombinuje obě: nosnou vlnu (nosný signál) a vlna (informační signál), který obsahuje zprávu, jak je znázorněno na následujícím obrázku:
Je třeba poznamenat, že informace cestují obsažené ve formě, která obklopuje AM signál, který je volán obklopující.
Pomocí této techniky může být signál přenášen na velké vzdálenosti, proto je tento typ modulace široce používán komerčním rádiem a civilním pásmem, i když postup lze provádět s jakýmkoli typem signálu..
K získání informací je potřebný přijímač, ve kterém je nazýván proces demodulace přes detektor obálek.
Detektor obálky není nic jiného než velmi jednoduchý obvod, tzv usměrňovač. Postup je jednoduchý a levný, ale v procesu přenosu vždy dochází ke ztrátám výkonu.
Rejstřík článků
K přenosu zprávy společně se signálem nosné nestačí jednoduše přidat oba signály.
Jedná se o nelineární proces, při kterém se přenosu způsobem popsaným výše dosahuje pomocí násobit signál zprávy nosným signálem, oba kosinus. A v důsledku toho Přidat signál nosné.
Matematická forma, která je výsledkem tohoto postupu, je proměnný signál v čase E (t), jehož forma je:
E (t) = EC (1 + m.cos 2πfs.t). cos 2πfC.t
Kde je amplituda EC je amplituda nosné a m je index modulace daný vztahem:
m = Amplituda zprávy / Amplituda nosné = Es / E.C
Takto: As = m.E.C
Šířka zprávy je ve srovnání s šířkou nosiče malá, proto:
m <1
Jinak by obálka signálu AM neměla přesný tvar přenášené zprávy. Rovnice pro m lze vyjádřit jako procento modulace:
m% = (E.s / E.C) x 100%
Víme, že sinusové a kosinové signály se vyznačují určitou frekvencí a vlnovou délkou.
Když je signál modulován, je přeneseno jeho kmitočtové rozložení (spektrum), což zabírá určitou oblast kolem frekvence nosného signálu FC (který se během procesu modulace vůbec nezmění), tzv šířka pásma.
Jelikož se jedná o elektromagnetické vlny, jejich rychlost ve vakuu je rychlost světla, která souvisí s vlnovou délkou a frekvencí:
c = λ.f
Tímto způsobem informace, které mají být přenášeny, řekněme z rozhlasové stanice, putují velmi rychle k přijímačům..
Rozhlasová stanice musí transformovat slova a hudbu, které jsou všechny zvukovými signály, na elektrický signál stejné frekvence, například pomocí mikrofonů.
Tento elektrický signál se nazývá sluchový kmitočtový signál FA, protože je v rozsahu 20 až 20 000 Hz, což je slyšitelné spektrum (frekvence, které lidé slyší).
Tento signál musí být elektronicky zesílen. V počátcích rádia se vyrábělo s elektronkami, které byly později mnohem účinnější nahrazeny tranzistory.
Zesílený signál je poté kombinován se signálem z radiální frekvence FR přes Obvody modulátoru AM, tak, aby výsledkem byla určitá frekvence pro každou rozhlasovou stanici. Toto je nosná frekvence fC zmíněno výše.
Nosné frekvence rozhlasových stanic AM se pohybují mezi 530 Hz a 1600 Hz, ale stanice, které používají modulovanou frekvenci nebo FM, mají vyšší nosné frekvence: 88-108 MHz.
Dalším krokem je opětovné zesílení kombinovaného signálu a jeho odeslání do antény, aby mohl být vyzařován jako rádiová vlna. Tímto způsobem se může šířit vesmírem, dokud nedosáhne přijímačů..
Rádiový přijímač má anténu pro snímání elektromagnetických vln vycházejících ze stanice.
Anténa se skládá z vodivého materiálu, který má zase volné elektrony. Elektromagnetické pole vyvíjí sílu na tyto elektrony, které okamžitě vibrují na stejné frekvenci jako vlny a vytvářejí elektrický proud..
Další možností je, že přijímací anténa obsahuje cívku drátu a elektromagnetické pole rádiových vln v ní indukuje elektrický proud. V každém případě tento proud obsahuje informace pocházející ze všech zachycených rozhlasových stanic.
Nyní následuje, že rádiový přijímač je schopen rozlišit každou rozhlasovou stanici, to znamená naladit se na tu, která je preferována.
Volba mezi různými signály se provádí rezonančním LC obvodem nebo LC oscilátorem. Jedná se o velmi jednoduchý obvod, který obsahuje do série zapojený proměnný induktor L a kondenzátor C..
Pro vyladění rádiové stanice jsou hodnoty L a C upraveny tak, aby rezonanční frekvence obvodu odpovídala frekvenci naladěného signálu, která není jiná než nosná frekvence rádiové stanice: FC.
Jakmile je stanice naladěna, obvod začne fungovat demodulátor než bylo uvedeno na začátku. Je to on, kdo má na starosti dešifrování, tak říkajíc, zprávy vysílané rozhlasovou stanicí. Dosahuje toho oddělením nosného signálu a signálu zprávy pomocí diody a volaného RC obvodu dolní propust.
Již oddělený signál prochází opět procesem zesílení a odtud jde do reproduktorů nebo sluchátek, abychom jej mohli slyšet.
Proces je zde popsán širokými tahy, protože ve skutečnosti existuje více fází a je mnohem složitější. Ale dává nám dobrou představu o tom, jak probíhá amplitudová modulace a jak se dostává do uší přijímače..
Nosná vlna má amplitudu AC = 2 V (RMS) a frekvence FC = 1,5 MHz. Je modulován frekvenčním signálem fs = 500 Hz a šíře As = 1 V (RMS). Jaká je rovnice signálu AM?
Nahraďte příslušné hodnoty do rovnice pro modulovaný signál:
E (t) = EC (1 + m.cos 2πfs.t). cos 2πfC.t
Je však důležité si uvědomit, že rovnice zahrnuje vrcholové amplitudy, které jsou v tomto případě napětí. Proto je nutné předat napětí RMS na špičku vynásobením √2:
AC = √2 x 2 V = 2,83 V; As = √2 x 1 V = 1,41 V
m = 1,41 / 2,83 = 0,5
E (t) = 2,83 [(1 + 0,5 cos (2π.500.t)] cos (2π.1,5 x 106.t) = 2,83 [(1 + 0,5 cos (3,14 x 103.t)] cos (9,42 x 106.t)
Zatím žádné komentáře