Амплітудная мадуляцыя

Шаблон:Метады мадуляцыі Амплітудная мадуляцыя — від мадуляцыі, пры якой амплітуда апорнага сігналу з'яўляецца яго параметрам, які змяняецца з часам.

Ужыванне ў радыётэхніцы

Першыя доследы па перадачы гаворкі і музыкі з дапамогай радыёхваль метадам амплітуднай мадуляцыі ажыццявіў у 1906 годзе амерыканскі інжынер Р. Фесендэн. У яго доследах апорная частата 50 кГц радыёперадавальніка выпрацоўвалася электрамашынным генератарам (альтэрнатарам). Для яе мадуляцыі паміж генератарам і антэнай уключаўся вугальны мікрафон, што змяняў згасанне сігналу ў контуры.

З 1920 гады замест электрамашынных генератараў для генерацыі апорнай частаты сталі выкарыстоўвацца генератары на электронных лямпах. У другой палове 1930-х гадоў, па меры засваення ультракароткіх хваль, амплітудная мадуляцыя паступова пачала выцясняцца з радыёвяшчання і радыёсувязі на УКХ частотнай мадуляцыяй.

З сярэдзіны XX стагоддзя ў службовай і аматарскай радыёсувязі на ўсіх частотах пачалі ўжываць мадуляцыю з адной бакавой паласой (АБП), якая мае шэраг важных пераваг перад АМ, галоўная з якіх - звужэнне ў 2 разы паласы частаты, якую займае радыёсігнал. У сувязі з гэтым прапанавалася перавесці на АБП і масавае радыёвяшчанне, аднак гэта запатрабавала б замены ўсіх радыёвяшчальных прымачоў на больш складаныя і дарагія, таму гэта не было ажыццёўлена.

У канцы XX стагоддзя пачаўся пераход да лічбавага радыёвяшчання з выкарыстаннем сігналаў з амплітуднай маніпуляцыяй.

Вызначэнне

Сігнал, напрыклад, аўдыёсігнал можа мадуляваць амплітуду (AM) ці частату (ЧМ) апорнай.

Амплітудная мадуляцыя з розным каэфіцыентам мадуляцыі. На ніжняй асцылаграме — перамадуляцыя.

Няхай

• $S(t)$ — інфармацыйны сігнал, $|S(t)|<1$,
• $U_c(t)$ — апорнае ваганне.

Тады амплітудна-мадуляваны сігнал $U_{\text{am}}(t)$ можа быць запісаны наступным чынам:

$U_{\text{am}}(t)=U_c(t)[1+mS(t)].(1)$

Тут $m$ — некаторая канстанта, званая каэфіцыентам мадуляцыі. Формула (1) апісвае апорны сігнал $U_c(t)$, мадуляваны па амплітудзе сігналам $S(t)$ з каэфіцыентам мадуляцыі $m$. Мяркуецца таксама, што выкананы ўмовы:

$|S(t)|<1,0<m⩽1.(2)$

Выкананне ўмоў (2) неабходна для таго, каб выраз у квадратных дужках у (1) заўсёды быў дадатным. Калі ён можа прымаць адмоўныя значэнні ў нейкі момант часу, тое адбываецца так званая перамадуляцыя (залішняя мадуляцыя). Простыя дэмадулятары (тыпу квадратычнага дэтэктара) дэмадулююць такі сігнал з моцнымі скажэннямі.

Прыклад

Спектр АМ вагання.

Дапусцім, што мы жадаем прамадуляваць апорнае ваганне монагарманічным сігналам. Выраз для апорнага вагання з частатой ${\omega }_c$ мае выгляд (пачатковую фазу пакладзём роўнай нулю):

$U_c(t)=C\sin ({\omega }_{c}t).$

дзе $C$ - амплітуда апорнага вагання.

Выраз для мадулюючага сінусоіднага сігналу з частатой ${\omega }_s$ мае выгляд:

$U_s(t)=U_0\sin ({\omega }_{s}t+\phi ),$

дзе $\phi$ — пачатковая фаза. Тады, у адпаведнасці з (1):

$U_{\mathrm{a}\mathrm{m}}(t)=C[1+m{U}_0\sin ({\omega }_{s}t+\phi )]\sin ({\omega }_{c}t).$

Прыведзеная вышэй формула для $y(t)$ можа быць запісана ў наступным выглядзе:

$U_{\mathrm{a}\mathrm{m}}(t)=C\sin ({\omega }_{c}t)+\frac{mC{U}_0}{2}[\cos (({\omega }_c-{\omega }_s)t-\phi )-\cos (({\omega }_c+{\omega }_s)t+\phi )].$

Радыёсігнал складаецца з апорнага вагання і двух так званых бакавых палос, бакавыя палосы маюць частату, адрозную ад ${\omega }_c$. Для сінусоіднага сігналу, скарыстанага ў якасці прыкладу тут, бакавыя палосы ўяўляюць сабою сінусоідныя сігналы і іх частоты роўныя ${\omega }_c+{\omega }_s$ і ${\omega }_c-{\omega }_s$.

Пакуль апорныя частоты суседніх па частаце радыёстанцый досыць разнесены па частаце, і бакавыя палосы ў спектры сігналаў суседніх па частаце станцый не перакрываюцца паміж сабой, станцыі не будуць ствараць узаемных перашкод.

Гл. таксама

• Амплітудная маніпуляцыя
• Квадратурная мадуляцыя

Спасылкі

• Прынцыпы АM і ФМ. Параўнанне з іншымі выглядамі мадуляцыі Шаблон:Архівавана
• Amplitude Modulation (Шаблон:Lang-en)