+
Gyűjtemények

Amplitúdó-moduláció, AM: Sávszélesség-spektrum és oldalsávok

Amplitúdó-moduláció, AM: Sávszélesség-spektrum és oldalsávok


Az amplitúdó modulált jel sávszélessége sok okból fontos.

Az amplitúdó-moduláció, az AM sávszélesség fontos a szűrők tervezésénél a jelek vételére, a csatornatávolság meghatározására és számos más okból.

Az amplitúdó-modulált jel spektrumát és sávszélességét azok az oldalsávok határozzák meg, amelyek akkor jönnek létre, amikor az amplitúdó-modulációt alkalmazzák a vivőre.

Amplitúdó modulációs oldalsávok

Ha egy vivőt bármilyen módon modulálunk, akkor az állandó vivő mindkét oldalán további jelek jönnek létre. Ezek az oldalsávok a tényleges modulációs információkat hordozzák.

Az amplitúdó modulációs oldalsávokat a fő hordozó felett és alatt generáljuk. Annak megtekintéséhez, hogy ez hogyan történik, vegyünk példát egy 1 MHz frekvenciájú vivőről, amelyet 1 kHz-es állandó hang modulál.

A vivő modulálásának folyamata pontosan megegyezik két jel összekeverésével, és ennek eredményeként mind az összeg, mind a különbség frekvenciák keletkeznek. Ezért, ha 1 kHz-es hangot keverünk 1 MHz-es vivővel, egy "összeg" frekvencia jön létre 1 MHz + 1 kHz frekvencián, és különbség frekvencia jön létre 1 MHz - 1 kHz frekvencián, azaz 1 kHz-en a hordozó.

Ha az állandó állapotú hangokat olyan hangokkal helyettesítjük, mint a zene beszédével, ezek sokféle frekvenciát tartalmaznak, és egy frekvenciasávon át frekvenciájú audiospektrum látható. A hordozóra modulálva ezek a spektrumok a hordozó felett és alatt láthatók.

Amplitúdó moduláció, AM sávszélesség

Látható, hogy ha a vivőre modulált felső frekvencia 6 kHz, akkor a felső spektrum 6 kHz-ig terjed a jel felett és alatt. Más szavakkal, az AM jel által elfoglalt sávszélesség kétszerese annak a jelnek a maximális frekvenciáján, amelyet a vivő modulálására használnak, vagyis kétszerese a hordozandó audio jel sávszélességének.

Látható, hogy a moduláló jel felső frekvenciájának korlátozása korlátozza az amplitúdójú modulált jel teljes sávszélességét. A hangátvitelek, például a sugárzott adások esetében a jel teljes sávszélessége a továbbítandó legmagasabb frekvenciáktól függ.

A sugárzott csatornák távolsága a használt sávtól és a világ azon területtől függően változik, ahonnan az adás származik. Az ITU 1. régiójában (Európában, Afrikában, valamint Észak- és Közép-Ázsiában) a hosszúhullámú sávon a csatornatávolság 9 kHz, a középhullámú sugárzási sáv esetében az ITU 1. és 3. régiójában a csatornatávolság 9 kHz, Az ITU 2. régiója (Amerika) 10 kHz.

Ezen csatornatávolságok eléréséhez korlátozni kell az audiospektrumot. Ha a szomszédos csatornákon lévő állomások nem okoznak interferenciát, ez erősen korlátozza a felső hangfrekvenciát. A rövid hullámú sávokon ez fele 5 kHz, azaz 2,5 kHz lenne. Ez nyilvánvalóan nem teszi lehetővé a műsorszórás megfelelő minőségét, ezért a jelek sávszélessége ennél valamivel nagyobb, és némi interferenciát okoz. Hasonlóan a közepes és hosszú hullámú sávokon, az AM jel sávszélessége gyakran meghaladja a csatornatávolság felét. Az interferenciát úgy kezelik, hogy a közvetlen közelében lévő állomások nem engedik elfoglalni a szomszédos csatornákat.

Tipikus AM csatorna és jel sávszélességek

Az amplitúdó-moduláció manapság néhány fő alkalmazási területe a műsorszórás és a repüléstechnikai kommunikáció. A csatornák távolsága alkalmazástól, frekvenciától és helyektől függően változik.


Tipikus AM csatorna és jel sávszélességek
Alkalmazások / LeírásCsatornatávolság (kHz)Elméleti maximális audio sávszélesség (kHz)
Hosszú / közepes hullámú műsorszórás a 2. régión kívül (Amerika)94.5
Közepes hullámú műsorszórás a 2. régióban (Amerika)105
Rövid hullámú műsorszórás5

Az amplitúdó-modulált rádióállomások audio sávszélességének elméleti határai sokkal korlátozottabbnak tűnnek, mint a valóságban előfordulnak. A 6 kHz-ig terjedő audio sávszélesség-adatok nem ritkák - általában a szomszédos csatornákat nem osztják ki úgy, hogy a szomszédos csatornákra terjedő jelek befogadhatók legyenek. Ez kiválóan alkalmas olyan sávokon történő sugárzásra, mint például a közepes hullámú sáv nappal, de éjszaka, amikor a jelek tovább terjednek az ionoszférikus terjedés következtében, nagyobb interferencia tapasztalható.

A rövid hullámú sávok esetében az interferencia szintje gyakran magas - egyes műsorszóró állomások kísérleteztek, és egyetlen oldalsávot használtak teljes vivővel. Ez hatékonyan csökkenti (felezi) a teljes jel sávszélességét egy adott audio sávszélességnél. Ahhoz, hogy ez nyereséget nyújtson a csatornázott sávterven belül, minden állomásnak ugyanazt a tervet kell elfogadnia.

A repülési kommunikáció gyakran alkalmaz amplitúdó-modulációt. A 25 kHz és 8,33 kHz csatornák sávszélessége a repülőgéptől és a helytől függ. Az audió testreszabható a csatornatávolságnak megfelelően, mivel tipikus kommunikációs audio sávszélesség 300 Hz és 3 kHz között fogadható el.

Látható, hogy az amplitúdó-moduláció sávszélessége kétszerese a legmagasabb hordozható audiojelének. Ez viszonylag gyenge a spektrális hatékonyság szempontjából, de ennek ellenére az AM-t azért használják egyes alkalmazásokhoz, tekintettel az egyszerűségére, különösen a demoduláció szempontjából.


Nézd meg a videót: Amplitude Modulation Techniques AM, DSB-SC, SSB, VSBDouble Sideband, Single Sideband, Vestigial (Január 2021).