最も初期のAM信号は、1901年にエンジニアによって放送されました。 レジナルド・フェッセンデン 。彼はカナダ人で、 ノンストップスパークルトランスミッション また、アンテナのリード線内にカーボンベースのマイクを配置しました。音波は、抵抗と送信強度を変更することによってマイクに影響を与えます。非常にシンプルでありながら、数百メートルの距離で信号が聞き取りやすくなりましたが、きらめきで耳障りな音が発生します。ノンストップ正弦波信号の開始までに、放送は大幅に改善され、振幅変調は音声伝送で一般的になります。現在、振幅は、短波、長中帯域でのオーディオのブロードキャスト、および航空機で使用されるVHFでの双方向無線通信に使用されています。
振幅変調とは何ですか?
ザ・ 振幅変調の定義 つまり、キャリア信号の振幅は、入力変調信号の振幅に(それに応じて)比例します。 AMには、変調信号があります。これは、入力信号またはベースバンド信号(音声など)とも呼ばれます。これは、前に見たように低周波信号です。キャリアと呼ばれる別の高周波信号があります。 AMの目的は、キャリアを使用して低周波数ベースバンド信号をより高い周波数の信号に変換することです。 。 前に説明したように、高周波信号は、低周波信号よりも長距離に伝搬できます。ザ・ 振幅変調の導関数 以下のものが含まれます。
振幅変調波形
変調信号(入力信号) Vm =Vmsinωmt
ここで、Vmは瞬時値、Vmは変調(入力)信号の最大値です。
fmは変調(入力)信号の周波数であり、 ωm=2πfm
キャリア信号 Vc =ωctなしのVc
ここで、Vcは瞬時値、Vcはキャリア信号の最大値、fcはキャリア信号の周波数、 ωc=2πfc。
AM波形解析
ザ・ 振幅変調方程式 は、
VAM = Vc + Vm = Vc +Vmsinωmt
vAM =VAMsinθ =ωctなしのVAM
=(Vc +Vmsinωmt)sinωct
= Vc(1 +msinωmt)sinωctここで、mはm = Vm / Vcで与えられます。
変調指数
変調指数は、変調信号の振幅と搬送波信号の振幅の比率として定義されます。 「m」で表されます
変調指数 m = Vm / Vc
変調指数は、変調係数、変調係数、または変調度とも呼ばれます。
「m」の値は0から1の間でなければなりません。
パーセンテージで表される「m」は、%変調と呼ばれます。
Vm = Vmax-Vmin / 2
Vc = Vmax-Vm
Vc = Vmax-(Vmax-Vmin / 2)= Vmax + Vmin / 2
したがって、 Vm / Vc =(Vmax-Vmin / Vmax + Vmin)
クリティカルモジュレーション
これは、変調指数(m)= 1の場合に発生します。重要な変調中はVmin = 0であることに注意してください
クリティカルモジュレーション
M = Vm / Vc =(Vmax-Vmin / Vmax + Vmin)=(Vmax / Vmax)= 1
V m = 0を代入します。したがって、臨界変調ではm = Vm / Vc
m = 1に置き換えます。したがって、臨界変調ではVm = Vc
AMの過剰変調と側波帯とは何ですか?
これは、次の場合に発生する可能性があります m> 1
あれは (Vm / Vc)> 1 。したがって、 Vm> Vc 。言い換えると、変調信号は搬送波信号よりも大きくなります。
AM信号は、fcまたはfm以外の周波数で、サイドバンドと呼ばれる新しい信号を生成します。
私達はことを知っています V午前=(Vc + mVmsinωmt)sinωct
私達はまたそれを知っています m = Vm / Vc 。したがって、 Vm = m.Vc
AMのサイドバンド
したがって、
ケース1:入力信号と搬送波信号の両方が正弦波です。
V午前=(Vc + mVcsinωmt)sinωct
=Vcsinωct+mVcsinωmt。罪ωct
想起 SinA SinB = 1/2 [cos(A-B)-cos(A + B)]
したがって、 VAM =Vcsinωct+ [mVc / 2 cos(ωc--wm)t]─[mVc / 2 cos(ωc+ wm)t]
どこ Vcsinωct キャリアです
mVc / 2 cos(ωc– wm)t 下側のバンドです
mVc / 2 cos(ωc+ wm)t I 夕食のサイドバンド
したがって、AM信号には、キャリア、上側波帯、下側波帯の3つの周波数成分があります。
ケース2:入力信号と搬送波信号の両方がcos波です。
VAM =(Vc + mVccosωmt)cosωct
=Vccosωct+mVccosωmt。 cosωct
想起 Cos A Cos B = 1/2 [cos(A─B)+ cos(A + B)]
したがって、 VAM =Vccosωct+ [mVc / 2 cos(ωc--wm)t] + [mVc / 2 cos(ωc+ wm)t]
どこ Vccosωct
mVc / 2 cos(ωc– wm)t 下側波帯です
mVc / 2 cos(ωc+ wm)t 夕食のサイドバンド
したがって、AM信号には、キャリア、上側波帯、下側波帯の3つの周波数成分があります。
AMの帯域幅
AMのような複雑な信号の帯域幅は、その最高周波数成分と最低周波数成分の差であり、ヘルツ(Hz)で表されます。帯域幅は周波数のみを扱います。
次の図に示すように
帯域幅= (fc – fm)–(fc + fm)= 2 fm
キャリアとサイドバンドの電力レベル
キャリアおよびサイドバンドの電力レベル
AM波には3つの要素があります。変調されていないキャリア、USBおよびLSB。
AMの総電力は=電力
変調されていないキャリア+ USBの電力+ LSBの電力
Rが負荷の場合、電源入力 AM = V2c / R + VLSB二/ R + VUSB2/2
キャリアパワー
ピークキャリアパワー = V二c / R
ピーク電圧= Vc、したがってRMS電圧 = Vc /√2
RMSキャリア電力= 1 / R [Vc /√2]二= V二c / 2R
サイドバンドのRMSパワー
PLSB = PUSB = VSB2 / R = 1 / R [mVc / 2 /√2]二
= m二(U)二/ 8R = m二/ 4 X V二c / 2R
サイドバンドのRMSパワー
私達はことを知っています V二c / 2R = Pc
したがって、 PLSB= m二/ 4 x Pc
総電力 = v二c / 2R + m2Vc二/ 8R + m2Vc二/ 8R
v二c / 2R [1 +(m2 / 4)+(m2 / 4)] = Pc [1 +(m2 / 4)+(m2 / 4)]
P合計 = Pc [1 + m二/二 ]
総電力(PTotal)およびキャリア電力(Pc)に関する変調指数
PTotal = Pc [1 + m二/二]
PTotal / Pc = [1 + m二/二]
m二/ 2 = P合計/ Pc-1
m =√2(P合計/ Pc-1)
伝送効率
AMには、Pc、PLSB、PUSBの3つの電源コンポーネントがあります。
これらのPCのうち、変調されていないキャリアがあります。情報がまったくないので無駄です。
2つのサイドバンドはすべての有用な情報を伝達するため、有用な電力はサイドバンドでのみ消費されます。
効率(η)
総送信電力に対する有用な情報(PLSB + PUSB)を含む送信電力の比率 。
伝送効率=(PLSB+ PUSB)/(PTotal)
η= Pc [m二/ 4 + m二/ 4] / Pc [1 = m二/ 2] = m二/ 2 + m二
η%=(m二/ 2 + m二)X 100
振幅復調
変調器の逆で、受信したAM信号から元の信号(送信機側の変調信号は何でしたか)を復元(デコード)します。
包絡線検波器
AMは単純な波であり、 検出器 は復調器です。受信したAM信号から元の信号(送信機側の変調信号)を復元します。ザ・ 検出器はで構成されています シンプルな 半波整流器 受信したAM信号を整流します。これに続いて ローパスフィルタ これは、受信信号の高周波キャリア波形を除去(バイパス)します。ローパスフィルターの結果の出力は、元の入力(変調)信号になります。
包絡線検波器
着信AM信号は、トランス結合されたHW整流器であり、AMの正のサイクル中に導通し、AMの負のサイクルを遮断します。フィルタコンデンサCは、高周波キャリア(fc)をフィルタリング(バイパス)し、低周波数(fm)のみを許可します。したがって、 フィルター 出力は元の入力(変調)信号です。
振幅変調の種類
別の 振幅変調の種類 以下のものが含まれます。
“誘導加熱器の作り方 ”
1)両側波帯抑制キャリア(DSB-SC)変調
- 送信波は上側波帯と下側波帯のみで構成されます
- ただし、チャネル帯域幅の要件は以前と同じです。
2)単側波帯(SSB)変調
- 変調波は、上側波帯または下側波帯のみで構成されます。
- 変調信号のスペクトルを周波数領域の新しい場所に変換します。
3)Vestigial Sideband(VSB)変調
- 一方の側波帯はほぼ完全に通過し、もう一方の側波帯の痕跡だけが保持されます。
- 必要なチャネル帯域幅は、メッセージ帯域幅をわずかに超えており、痕跡側波帯の幅と同じ量です。
振幅変調の長所と短所
ザ・ 振幅変調の利点 以下のものが含まれます。
- 振幅変調は経済的であり、簡単に入手できます
- 実装はとても簡単で、回路を使用することで より少ないコンポーネント 復調できます。
- AMの受信機は、特別なコンポーネントを必要としないため、安価です。
ザ・ 振幅変調の欠点 以下のものが含まれます。
- この変調は多くの電力を使用するため、効率は非常に低くなります。
- この変調は、振幅周波数を数回使用して、キャリア信号によって信号を変調します。
- これにより、受信側の元の信号品質が低下し、信号品質に問題が発生します。
- AMシステムは、ノイズの発生の影響を受けやすくなっています。
- ザ・ 振幅変調のアプリケーション VHF、ラジオ、および該当する1対1の通信のみに制限
したがって、これはすべての概要についてです 振幅変調 。主な利点は、コヒーレント参照が 復調に必要 0である限り パルス振幅変調 ?