Modulert amplitude

Hva er den modulerte amplituden?

De Modulert amplitude Er (Modulasjonsamplitude) Det er en signaloverføringsteknikk der en sinusformet elektromagnetisk bølge_c, ansvarlig for å overføre en frekvensmelding f_s << f_c, varierer (det vil si modulerer) amplituden i henhold til signalets amplitude.

Begge signalene reiser som ett, et totalt signal (Er signal) som kombinerer begge: bærerbølgen (Bærersignal) og bølgen (signalinformasjon) som inneholder meldingen, som vist i følgende figur:

Amplitude modulasjon. Kilde: Wikimedia Commons.

Det bemerkes at informasjonen reiser på den måten som omgir AM -signalet, som kalles innhyllende.

Gjennom denne teknikken kan et signal overføres for lange avstander, og derfor brukes denne typen modulasjon mye av kommersiell radio og det sivile båndet, selv om prosedyren kan utføres med alle typer signal.

For å få informasjonen er det nødvendig med en mottaker, der en prosess som heter Demodulering av en konvoluttdetektor.

Konvoluttdetektoren er ingen ringere enn en veldig enkel krets, kalt likeretter. Prosedyren er enkel og økonomisk, men i overføringsprosessen oppstår alltid strømtap.

Hvordan fungerer den modulerte amplituden?

For å overføre meldingen ved siden av bærersignalet er det ikke nok å bare legge til begge signalene.

Det er en ikke -lineær prosess, der overføringen av måten beskrevet ovenfor oppnås ved å multiplisere meldingen til meldingen med bæresignalet, begge cosenoidal. Og til resultatet av å legge til bæresignalet.

Den matematiske formen som er resultatet av denne prosedyren er et variabelt signal i tid E (t), hvis form er:

E (t) = e_c (1 + m.Cos 2πf_s.t). Cos 2πf_c.t

Hvor amplituden og_c Det er amplituden til bæreren og m Det er modulasjonsindeksen, gitt av:

Det kan tjene deg: Gjennomsnittlig vinkelhastighet: Definisjon og formler, løste øvelser

m = amplitude av meldingen / amplituden til bæreren = e_s / E_c

Dermed: OG_s = m.OG_c

Amplituden til meldingen er liten sammenlignet med amplituden til bæreren, derfor:

m <1

Ellers ville ikke AMM -signaliseringen ha den nøyaktige formen for meldingen som skal overføres. Ligningen for m Det kan uttrykkes som Modulasjonsprosent:

m_% = (E_s / E_c) X 100%

Vi vet at sinus og kosenoidale signaler er preget av å ha en viss frekvens og bølgelengde.

Når et signal moduleres, overføres frekvensfordelingen (spekteret), som fortsetter med å okkupere et bestemt område rundt bærerfrekvensen F_c (Som ikke endres i det hele tatt under modulasjonsprosessen), kalt båndbredde.

Å være elektromagnetiske bølger, dens hastighet i vakuum er lysets lys, som er relatert til bølgelengden og frekvensen av:

C = λ.F

På denne måten reiser informasjonen som skal overføres fra en radiostasjon veldig raskt til mottakerne.

Radiooverføringer

Radiostasjonen må transformere ord og musikk, alle lydtegn, til et elektrisk signal med samme frekvens, for eksempel med mikrofoner.

Dette elektriske signalet kalles Auditiv frekvensskilt, Fordi det er i området 20 til 20.000 Hz, som er det hørbare spekteret (frekvensene som mennesker hører).

Mange radiostasjoner overfører på AM

Dette signalet må forsterkes elektronisk. I de tidlige stadiene av radioen ble det gjort med vakuumrør, som deretter ble erstattet av transistorer, mye mer effektive.

Deretter kombineres det forsterkede signalet med signalet fra Radial frekvens fr gjennom AM Modulator Circuits, slik at det resulterer i en spesifikk frekvens for hver radiostasjon. Dette er bærerfrekvens f_c nevnt ovenfor.

Du kan tjene deg: Newtons andre lov: søknader, eksperimenter og øvelser

Hyppigheten av AM-radiostasjonene er mellom 530 Hz og 1600 Hz, men stasjonene som bruker modulert frekvens eller FM, har flere frekvensbærere: 88-108 MHz.

Neste trinn er å forsterke det kombinerte signalet igjen og sende det til antennen for å bli avgitt som en radiobølge. På denne måten kan du spre deg gjennom verdensrommet til du kommer til reseptorene.

Signalmottak

En radiomottaker har en antenne for å fange de elektromagnetiske bølgene fra stasjonen.

En antenne består av et ledende materiale som igjen har gratis elektroner. Det elektromagnetiske feltet utøver styrke på disse elektronene, som umiddelbart vibrerer med samme frekvens av bølger, og produserer en elektrisk strøm.

Et annet alternativ er at den mottakende antennen inneholder en trådspole og det elektromagnetiske feltet til radiobølger induserer en elektrisk strøm. I alle fall inneholder denne strømmen informasjonen som kommer fra alle radiostasjoner som er fanget.

Det som følger nå er at radiomottakeren er i stand til å skille hver radiostasjon, det vil si å stille inn det som er å foretrekke.

Still inn radio og lytt til musikk

Velg mellom de forskjellige signalene oppnås med en resonant LC -krets eller LC -oscillator. Dette er en veldig enkel krets som inneholder en L- og kondensator C -variabler satt i serie.

For å stille inn radiostasjonen justeres L- og C -verdiene, slik at resonansfrekvensen til kretsen sammenfaller med hyppigheten av signalet for å stille inn, som er ingen ringere enn bærerfrekvensen til radiostasjonen: F_c.

Når stasjonen er innstilt, kommer kretsen i handling demodulator som nevnt i begynnelsen. Det er den som er ansvarlig for å dechiffrere, så å si, meldingen utstedt av radiostasjonen. Han får det ved å skille bæresignalet og meldingssignalet ved hjelp av en diode og en RC -krets som heter Pass-lavfilter.

På venstre LC -oscillatorkrets. Til høyre en demodulatorkrets. Kilde: f. Zapata.

Det allerede separerte signalet går tilbake gjennom en forsterkningsprosess og går derfra til høyttalerne eller hodetelefonene slik at vi kan lytte til den.

Kan tjene deg: måne

Prosessen er beskrevet her bredt, fordi det i virkeligheten er flere stadier og er mye mer sammensatt. Men det gir oss en god ide om hvordan modulering av amplitude skjer og hvordan den når ører på mottakeren.

Løst eksempel

En bærerbølge har amplitude OG_c = 2 v (RMS) og frekvens F_c = 1.5 MHz. Moduleres av et frekvenssignal FS = 500 Hz og amplitude OG_s = 1 v (RMS). Hva er AM -signalligningen?

Løsning

De passende verdiene erstattes i ligningen for det modulerte signalet:

E (t) = e_c (1 + m.Cos 2πf_s.t). Cos 2πf_c.t

Det er imidlertid viktig å merke seg at ligningen inkluderer toppamplituder, som i dette tilfellet er spenninger. Derfor er det nødvendig å overføre RMS til toppspenninger som multipliserer med √2:

OG_c = √2 x 2 v = 2.83 V; OG_s = √2 x 1 v = 1.41 v

m = 1.41/2.83 = 0.5

E (t) = 2.83 [(1 + 0.5cos (2π.500.t)] cos (2π.1.5 x 10⁶.t) = 2.83 [(1 + 0.5cos (3.14 x 10³.t)] cos (9.42 x 10⁶.t)

Referanser

1. Analfabet. Modulasjonssystemer. Hentet fra: Illustecnicos.nett.
2. Giancoli, d.  2006. Fysikk: Prinsipper med applikasjoner. 6^th. Ed Prentice Hall.
3. Quesada, f. Kommunikasjonslaboratorium. Amplitude modulasjon. Gjenopprettet fra: OCW.smekke.UPCT.er.
4. Santa Cruz, eller. Amplitude modulasjonsoverføring. Gjenopprettet fra: Lærere.Frc.Utn.Edu.ar.
5. Serway, r., Jewett, J. (2008). Fysikk for vitenskap og ingeniørfag. Volum 2. 7^ma. Ed. Cengage Learning.
6. Bærerbølge. Gjenopprettet fra: er.Wikipedia.org.