missä on kantoaallon amplitudi; – suhteellisuuskerroin valittu siten, että amplitudi on aina positiivinen. Kantoaallon harmonisen värähtelyn taajuus ja vaihe AM:n aikana pysyvät muuttumattomina.

AM-signaalin matemaattista kuvausta varten kohdassa (2.2) otetaan käyttöön modulaatioindeksi tietystä modulaattoripiiristä riippuvan kertoimen sijaan:

ne. AM-signaalin amplitudien maksimi- ja minimiarvojen välisen eron suhde näiden arvojen summaan. Symmetriselle moduloivalle signaalille AM-signaali on myös symmetrinen, ts. . Tällöin modulaatioindeksi on yhtä suuri kuin maksimiamplitudin lisäyksen suhde kantoaallon amplitudiin.

Amplitudimodulaatio harmonisella värähtelyllä. Yksinkertaisimmassa tapauksessa moduloiva signaali on harmoninen värähtely, jonka taajuus on . Tässä tapauksessa ilmaisu

vastaa kuvassa 1 esitettyä yksiäänistä AM-signaalia. 2.26.

Yksiääninen AM-signaali voidaan esittää kolmen taajuuksisen harmonisen komponentin summana: – kantoaalto; – yläpuoli ja – alapuoli:

Yksiäänisen AM-signaalin spektrikaavio, joka on muodostettu kohdan (2.7) mukaisesti, on symmetrinen kantoaaltotaajuuden suhteen (kuva 2.2, c). Lateraalivärähtelyjen amplitudit taajuuksilla ja ovat samat eivätkä edes ylitä puolta kantoaaltovärähtelyn amplitudista.

Harmoniset moduloivat signaalit ja vastaavasti yksiääninen AM-signaali ovat käytännössä harvinaisia. Useimmissa tapauksissa moduloivat ensisijaiset signaalit ovat monimutkaisia ​​ajan funktioita (kuva 2.3, a). Mikä tahansa kompleksinen signaali voidaan esittää harmonisten komponenttien äärellisenä tai äärettömänä summana käyttämällä Fourier-sarjaa tai integraalia. Jokainen taajuuden omaavan signaalin harmoninen komponentti johtaa kahden sivukomponentin, joilla on taajuudet, esiintymiseen AM-signaalissa.

Moduloivan signaalin harmonisten komponenttien joukko taajuuksilla vastaa monia sivukomponentteja taajuuksilla . Selvyyden vuoksi tämä AM:n spektrimuunnos on esitetty kuvassa. 2.3, b. Kompleksisesti moduloidun AM-signaalin spektri sisältää kantoaaltovärähtelyn lisäksi taajuudella ylemmän ja alemman puolen värähtelyryhmiä, jotka muodostavat AM-signaalin ylemmän sivukaistan ja alemman sivukaistan.

Tässä tapauksessa yläpuolen taajuuskaista on suuren mittakaavan kopio informaatiosignaalin spektristä siirrettynä suurtaajuusalueelle tietyllä määrällä. Alempi sivukaista seuraa myös signaalin spektridiagrammia, mutta siinä taajuudet sijaitsevat peilijärjestyksessä kantoaaltotaajuuteen nähden.

AM-signaalin spektrin leveys on kaksi kertaa moduloivan matalataajuisen signaalin spektrin korkein taajuus, ts.

Kahden sivukaistan läsnäolo saa varatun taajuuskaistan laajenemaan noin kaksi kertaa niin paljon kuin informaatiosignaalin spektri. Kantoaaltotaajuuden värähtelyteho on vakio. Sivukaistojen sisältämä teho riippuu modulaatioindeksistä ja kasvaa modulaatiosyvyyden kasvaessa. Kuitenkin jopa äärimmäisessä tapauksessa, kun , vain koko värähtelyteho putoaa kahdelle sivukaistalle.

Jatkuva modulaatiomenetelmät

Signaalimodulaatiomenetelmät

Luento nro 7

Joissakin tapauksissa telemetrian aikana on tarpeen lähettää tietoa jatkuvasta prosessista jatkuvilla viesteillä. Ja jos on tarpeen saada tietoa äärettömän suuresta määrästä asteikkoja, niin signaalien, joilla jatkuvia viestejä lähetetään, on oltava jatkuvia.

Jatkuva signaali tuotetaan jatkuvalla modulaatiotekniikalla.

Modulaatiolla tarkoitetaan signaalin muodostamista muuttamalla kantoaallon parametreja viestin vaikutuksesta.

Jatkuvassa modulaatiomenetelmissä RF:tä käytetään kantoaaltoina - sinimuotoisena värähtelynä tai ei-sinimäisenä. Koska sinivärähtelylle on tunnusomaista sellaiset perusparametrit kuin amplitudi, taajuus ja vaihe, modulaatiota on kolme päätyyppiä: amplitudi (AM), taajuus (FM) ja vaihe (PM). On myös erilaisia ​​näitä modulaatioita, joita käsitellään jäljempänä, samoin kuin tärkeimpien modulaatiotyyppien, niin sanottujen kaksoismodulaatioiden, värähtelyjä.

Jatkuva sanoma on mahdollista lähettää suoraan ilman HF-kantoaaltoa, ts. ilman modulaatiota. Modulaatio kuitenkin tehostaa viestin siirtoa seuraavista syistä:

a) yhden viestintälinjan kautta lähetettävien viestien määrä kasvaa käyttämällä signaalien taajuusjakoa ja apukantoaaltojen taajuuksia;

b) lähetettyjen signaalien luotettavuus kasvaa käytettäessä kohinaa kestäviä modulaatiotyyppejä;

c) signaalisäteilyn tehokkuus radiokanavalla lähetettäessä kasvaa. Tämä selittyy sillä, että antennin koon on oltava vähintään 1/10 lähetettävän signaalin aallonpituudesta. Näin ollen viestin lähettäminen taajuudella 10 kHz ja aallonpituudella 30 km vaatisi 3 km pituisen antennin. Jos tämä viesti lähetetään 200 kHz:n kantoaallolle, se lyhentää antennin pituutta 20 kertaa (150 m).

Amplitudimodulaatio (AM) on signaalin muodostamista muuttamalla harmonisen värähtelyn amplitudia suhteessa toisen sähköisen signaalin (viestin) jännitteen tai virran hetkelliseen arvoon.

Tarkastellaan amplitudimodulaation tapausta, jossa lähetetty viesti on yksinkertainen harmoninen värähtely U c = UΩ cos Ω t(riisi. A) jossa Ω on taajuus ja UΩ – värähtelyamplitudi, HF – kantoaalto tai kantoaalto, U n = U w 0 = cos ω 0 t(riisi. b), ω 0 on kantoaaltotaajuus ja Uω 0 – amplitudi.

Viestin vaikutuksesta kantoaallon amplitudiin muodostuu uusi värähtely, jossa amplitudi muuttuu, mutta taajuus ω 0 pysyy vakiona.

Kantoaallon amplitudi muuttuu lineaarisesti.

U a m = Uω 0 + ku c = Uω 0 + k UΩ cos Ω t = Uω0 (1+ m cos Ω t).

Jossa k on suhteellisuuskerroin, ja

– (4-2)

– kantoaallon amplitudin suhteellinen muutos, jota kutsutaan modulaatiosuhteeksi tai syvyydeksi. Joskus modulaatiokerroin ilmaistaan ​​prosentteina. Jos moduloidun värähtelyn amplitudi kasvaa kaksinkertaiseksi kantoaallon amplitudiin, niin modulaatiosyvyys on 100 %.

Amplitudi-modulaatiovärähtelyllä on kuvan 1 mukainen muoto. c), ja sen hetkellinen arvo määräytyy yhtälön perusteella

Uam = Uω 0(1 + m cos Ω t) cos ω 0 t(4-3)

Sulujen avaaminen ja sen tosiasian hyödyntäminen

cos Ω t cosω 0 t=}