Амплитудна модулација

Амплитудната модулација е вид на модулација при која амплитудата на сигналот на носечката честота се менува пропорционално на сигналот на корисната информација. Централната носечка честота се држи константна. Заедно со честотната и фазната модулација претставува една од трите основни модулации. Ако информацискиот сигнал е аналоген сигнал (говор, музика), амплитудата на сигналот на носечката честота ќе се менува континуирано во одреден амплитуден опсег. Ако информацискиот сигнал е дигитален сигнал, амплитудата на сигналот на носечката честота може да има две или повеќе дискретни вредности. Во наједноставниот облик на импулсно-амплитудна модулација (ИАМ) (англ. Pulse Amplitude Modulation) амплитудата може да се одржува на една вредност за дигитална нула, а на друга за единицата.

Приказ на модулацијата. Најгоре – информациски сигнал. Средина – амплитудно модулиран носител. Најдолу – честотно модулиран носител.

Можни облици на модулацијаУреди

Да го разгледаме математичкиот израз за синусоидниот бран:

v = Vp sin(2πft+θ) или

v = Vp sin(ωt+θ)

каде

  • v = моментална вредност на синусоидниот напон
  • Vp = врвна вредност на синусоидниот напон
  • f = честота (Hz)
  • ωt = 2πft = аголна брзина
  • t = време (s)
  • ω = 2πf = аголот во радијани
  • θ = фазен агол

Од ова може да видиме дека постојат три начини на модулација, зависно од тоа на кој начин се менува носителот. Тоа се амплитудна, честотна и фазна модулација.

Носител и странични опсезиУреди

Обичната амплитудна модулација, со синусоиден корисен сигнал на една честота, со носечката честота генерира горна и долна странична честота. Со посебни начини се потиснуваат: носителот, долниот или горниот страничен опсег на честотата. Така при амплитудна модулација со еден страничен опсег (англ. Single Side Band, SSB) се пренесува еден страничен опсег. Во радиоприемникот за модулација со еден страничен опсег повторно се воспоставува носечка честота со помош на посебен осцилатор.

Особини на амплитудната модулацијаУреди

Амплитудната модулација спаѓа во таканаречените линеарни постапки. Тоа значи дека на излезот нема генерирање на нови спектрални компоненти во однос на влезот (она што го немаме на влезот нема да го имаме ниту на излезот). Амплитудната модулација се состои во транслација на оригиналниот модулирачки сигнал на честота на носителот. Во реални ситуации честотата на носителот е многупати поголема од честотата на модулирачкиот сигнал. Информацијата која се пренесува сега е содржана во анвелопата (обвивката) на амплитудно модулираниот сигнал. Најважниот параметар на овој вид модулација е максималната вредност односно амплитудата на модулираниот сигнал.

 
Честотен спектар на АМ сигналот

Да претпоставиме каков било облик на модулирачкиот сигнал (додека брановиот облик на носителот е главно синусоида или косинусоида), тогаш неговиот спектар ќе изгледа како на сликата.

Воопштено зборувајќи амплитудно модулираниот сигнал се добива со продуктна модулација (производ) на носителот и модулирачкиот сигнал во таканаречените модулатори.

Тогаш добиваме амплитудно модулиран сигнал со два странични опсези и со честота на носителот:

 

каде

  е амплитуда на сигналот на носечката честота,
  е кружна честота,
  е сигнал на носечката честота како функција од времето,
  е сигнал на горниот страничен опсег како функција од времето, и
  е сигнал на долниот страничен опсег како функција од времето.

Индекс на модулацијаУреди

Се нарекува и коефициент на модулација. Коефициентот на модулација m покажува за колкав дел од својата средна вредност се менува амплитудата на високочестотните осцилации во текот на модулацијата.

За АМ изнесува:

 

каде   е најголемата промена на амплитудата на вкупната струја кога нема модулација, а   амплитуда на струјата на носечката честота кога нема модулирачки сигнал.

За разни вредности на индексот на модулација m имаме и различни бранови облици. Доколку индексот на амплитудна модулација m е еднаков на нула, тогаш велиме дека не е извршена модулација и имаме само носител (носечка честота). Исто така ако индексот на модулација m>1 велиме дека сигналот е премодулиран и за него не може да се изврши процес на демодулација (не можеме да го добиеме оригиналниот модулирачки сигнал). Што се однесува до електронските кола за реализација на амплитудна модулација, нив ги има повеќе и може да се реализираат на повеќе начини.

Пример на добивање на АМ сигналаУреди

Пример на шема за добивање на амплитудно модулиран сигнал е даден на сликата.

Функцискиот генератор VG2 претставува носите со синусоиден бранов облик со честота од 200 kHz и амплитуда 10 V, додека првиот функциски генератор VG1 претставува модулирачки сигнал за кој е земен едноставен синусоиден тест-тон со честота од 1 kHz и амплитуда од 10 V. Напонот на напојување Vcc изнесува 30 V. Биполарниот НПН транзистор Т1 ги засилува овие два сигнала. Еднонасочната компонента е отстранета со помош на кондензаторот С2 (кој претставува прекин за еднонасочниот сигнал). Амплитудно модулираниот сигнал се добива на отпорникот R3.

ПрименаУреди

Комерцијалните радиостаници кои работат во опсегот на долги, средни и кратки бранови користат амплитудна модулација. Истата се користи и за пренос на сигналот на слика во безжичниот телевизиски систем, како и за многу други жични и безжични комуникациски системи.

Предноста на амплитудната модулација во однос на честотната е во тоа што при радиокомуникација е потребен потесен честотен опсег, а нејзин недостаток е што има помал отпорност на пречки.

ЛитератураУреди

  • Electronic Communication Systems, Fundamentals Through Advanced, 4th edition, Wayne Tomasi, ISBN 0-13-022125-2