Амплитудная модуляция

При амплитудной модуляции изменяется только амплитуда колебания, а фаза и частота остаются неизменными. Однако в некоторых случаях при амплитудной модуляции возникает паразитная частотная и фазовая модуляция.

Принцип амплитудной модуляции: если переменной оказывается амплитуда сигнала U(t), причем остальные два параметра ω и φ неизменны, то имеется амплитудная модуляция несущего колебания. Форма записи амплитудно-модулированного сигнала такова:

В соответствии с формулой АМ сигнал есть произведение огибающей U(t) и гармонического заполнения . В большинстве случаев огибающая изменяется во времени гораздо медленнее чем высокочастотное заполнение.

При амплитудной модуляции связь между огибающей U(t) и модулирующим полезным сигналом s(t) принято определять следующим образом:

Здесь U_m – постоянный коэффициент, равный амплитуде несущего колебания в отсутствии модуляции; М – коэффициент амплитудной модуляции. Величина М характеризует глубину амплитудной модуляции.

Простейший АМ - сигнал может быть получен в случае, когда модулирующим низкочастотным сигналом является гармоническое колебание с частотой Ω.

Такой сигнал:

Называется однотональным АМ – сигналом.

Используя тригонометрическую формулу произведения косинусов получаем:

, где - несущая частота, - верхняя боковая частота, - нижняя боковая частота

Изобразим амплитудный спектр:

Энергетические соотношения при амплитудной модуляции:

,

На практике однотональные АМ – сигналы используются редко. Гораздо более реален случай, когда модулирующий низкочастотный сигнал имеет сложный спектральный состав. В спектре сложномодулированного АМ – сигнала, помимо несущего колебания, содержатся группы верхних и нижних боковых колебаний. Спектр верхних боковых колебаний является масштабной копией спектра модулирующего сигнала, сдвинутой в область высоких частот на величину . Спектр нижних боковых колебаний также повторяет спектральную диаграмму сигнала s(t), но располагается зеркально относительно несущей частоты .

Также можно сделать вывод: ширина спектра АМ – сигнала равна удвоенному значению наивысшей частоты в спектре модулирующего низкочастотного сигнала.

Значительная доля мощности обычного АМ – сигнала сосредоточена в несущем колебании. Для более эффективного использования мощности передатчика можно формировать АМ – сигналы с подавленным несущим колебанием, реализуя так называемую балансную амплитудную модуляцию. Еще более интересное усовершенствование принципа обычной АМ, заключается в формировании сигнала с подавленной верхней или нижней боковой полосой частот. Сигналы с одной боковой полосой – ОБП или SSB сигналы. Дальнейшим усовершенствованием систем ОБП является частичное или полное подавление несущего колебания. При этом мощность передатчика используется еще более эффективно.

На принципах амплитудной модуляции построено большинство радиовещательных систем.

Поиск по сайту: