Colecții

Modulare amplitudine, AM: Spectru de lățime de bandă și benzi laterale

Modulare amplitudine, AM: Spectru de lățime de bandă și benzi laterale


Lățimea de bandă a unui semnal modulat în amplitudine este importantă din mai multe motive.

Modulația amplitudinii, lățimea de bandă AM este importantă atunci când proiectați filtre pentru a primi semnalele, pentru a determina distanța canalului și din mai multe alte motive.

Spectrul și lățimea de bandă a unui semnal modulat în amplitudine sunt determinate de benzile laterale care sunt generate atunci când modularea amplitudinii este aplicată purtătorului.

Benzi laterale de modulare a amplitudinii

Când un purtător este modulat în orice mod, se creează semnale suplimentare de ambele părți ale purtătorului constant. Aceste benzi laterale poartă informațiile despre modulație.

Benzile laterale de modulare a amplitudinii sunt generate deasupra și dedesubtul purtătorului principal. Pentru a vedea cum se întâmplă acest lucru, luați exemplul unei purtătoare pe o frecvență de 1 MHz care este modulată de un ton constant de 1 kHz.

Procesul de modulare a unui purtător este exact același cu amestecarea a două semnale împreună și, ca rezultat, se produc atât frecvențe de sumă, cât și diferențe. Prin urmare, atunci când un ton de 1 kHz este amestecat cu un purtător de 1 MHz, se produce o frecvență "sumă" la 1 MHz + 1 kHz și o frecvență diferență este produsă la 1 MHz - 1 kHz, adică 1 kHz deasupra și sub purtător.

Dacă tonurile de stare staționară sunt înlocuite cu sunete precum cele întâlnite la vorbirea muzicii, acestea cuprind multe frecvențe diferite și se vede un spectru audio cu frecvențe peste o bandă de frecvențe. Când sunt modulate pe purtător, aceste spectre sunt văzute deasupra și dedesubtul purtătorului.

Modulație amplitudine, lățime de bandă AM

Se poate vedea că, dacă frecvența superioară care este modulată pe purtător este de 6 kHz, atunci spectrele superioare se vor extinde la 6 kHz deasupra și sub semnal. Cu alte cuvinte, lățimea de bandă ocupată de semnalul AM este de două ori frecvența maximă a semnalului care este utilizat pentru a modula purtătorul, adică este de două ori lățimea de bandă a semnalului audio care trebuie transportat.

Se poate vedea că limitarea frecvenței superioare a semnalului de modulare limitează lățimea de bandă totală a semnalului modulat în amplitudine. Pentru transmisiile audio, cum ar fi transmisiile de difuzare, lățimea de bandă totală a semnalului depinde de cele mai mari frecvențe care trebuie transmise.

Distanța canalelor difuzate variază în funcție de banda utilizată și, de asemenea, de zona din lume de unde provine transmisia. Pe banda de undă lungă transmisă în regiunea 1 UIT (Europa, Africa și Asia de Nord și Centrală), distanța canalului este de 9 kHz, pentru banda de transmisie cu undă medie distanța canalului în regiunile 1 și 3 UIT este de 9 kHz, iar în Regiunea 2 UIT (America) este de 10 kHz.

Pentru a realiza aceste distanțe de canal, spectrul audio trebuie să fie limitat. Dacă nicio interferență nu ar fi cauzată stațiilor de pe canalele adiacente, aceasta ar limita sever frecvența audio de sus. Pe benzile de unde scurte ar fi jumătate de 5 kHz, adică 2,5 kHz. Acest lucru nu ar permite în mod clar o calitate suficientă pentru difuzare și, prin urmare, lățimea de bandă a semnalelor este puțin mai mare decât aceasta și este cauzată o anumită interferență. În mod similar, pe benzile de undă medie și lungă, lățimea de bandă a semnalului AM este adesea mai mare de jumătate din distanța canalului. Interferențele sunt gestionate prin faptul că stațiile din imediata apropiere nu pot ocupa canalele adiacente.

Lățimi de bandă tipice ale canalului și semnalului AM

Unele dintre principalele utilizări ale modulației de amplitudine în aceste zile sunt pentru difuzare și pentru comunicații aeronautice. Distanța canalului variază în funcție de aplicație, frecvență și locații.


Lățimi de bandă tipice ale canalului și semnalului AM
Aplicații / DescriereDistanța canalului (kHz)Lățimea de bandă audio teoretică maximă (kHz)
Difuzare cu undă lungă / medie în afara Regiunii 2 (America)94.5
Difuzare cu val mediu în Regiunea 2 (America)105
Difuzare cu unde scurte5

Limitele teoretice ale lățimii de bandă audio pentru stațiile de emisie modulate în amplitudine par mult mai limitate decât se întâmplă în realitate. Cifrele lățimii de bandă audio de până la 6 kHz nu sunt neobișnuite - în general, canalele adiacente nu sunt alocate, astfel încât semnalele care se răspândesc în canalele adiacente pot fi acomodate. Acest lucru este în regulă pentru difuzarea pe benzi, cum ar fi banda de unde medii în timpul zilei, dar noaptea când semnalele călătoresc mai departe ca urmare a propagării ionosferice, se experimentează mai multe interferențe.

Pentru benzile de unde scurte, nivelurile de interferență sunt adesea ridicate - unele stații de difuzare au experimentat și au folosit o singură bandă laterală cu purtător complet. Acest lucru reduce în mod eficient (înjumătăți) lățimea de bandă a semnalului general pentru o lățime de bandă audio dată. Pentru ca acest lucru să ofere câștiguri în cadrul unui plan de bandă canalizat, toate stațiile trebuie să adopte același plan.

Comunicațiile aeronautice utilizează adesea modulația amplitudinii. Lățimile de bandă ale canalelor de 25 kHz și 8,33 kHz depind în mod standard de aeronavă și de locație. Audio poate fi adaptat pentru a se potrivi spațiului canalului, deoarece se poate adopta o lățime de bandă audio tipică pentru comunicații de 300 Hz până la aproximativ 3 kHz.

Lățimea de bandă a modulației amplitudinii poate fi văzută a fi de două ori mai mare decât cea a celui mai mare semnal audio care trebuie să fie transmis. Acest lucru este relativ slab în ceea ce privește eficiența spectrală, dar totuși AM este încă utilizat pentru unele aplicații, având în vedere simplitatea sa, în special în ceea ce privește demodularea.


Priveste filmarea: Despre garduri modele si reguli de constructie (Noiembrie 2021).