Le premier signal AM a été diffusé en 1901 par un ingénieur Reginald Fessenden . C'est un Canadien et il a pris un transmission scintillante sans arrêt ainsi que situé un microphone à base de carbone dans le fil d'une antenne. Les ondes sonores affectent le microphone en modifiant sa résistance et son intensité de transmission. Même s'ils sont très simples, les signaux étaient faciles à entendre sur quelques centaines de mètres de distance, bien qu'un son dur se produise avec l'étincelle. Au début des signaux sinusoïdaux non-stop, la diffusion s'est considérablement améliorée et la modulation d'amplitude deviendra courante pour les transmissions vocales. Actuellement, l'amplitude est utilisée pour diffuser l'audio sur les ondes courtes, bandes moyennes longues, ainsi que pour les communications radio bidirectionnelles sur VHF utilisées pour les aéronefs.
Qu'est-ce que la modulation d'amplitude?
Le définition de la modulation d'amplitude Autrement dit, une amplitude du signal de porteuse est proportionnelle à (conformément à) l'amplitude du signal de modulation d'entrée. En AM, il y a un signal modulant. Ceci est également appelé un signal d'entrée ou un signal en bande de base (Parole par exemple). Il s'agit d'un signal basse fréquence comme nous l'avons vu précédemment. Il existe un autre signal haute fréquence appelé porteur. Le but de AM est de traduire le signal de bande de base basse fréquence en un signal de fréquence plus élevée en utilisant la porteuse . Comme discuté précédemment, les signaux haute fréquence peuvent être propagés sur de plus longues distances que les signaux basse fréquence. Le dérivés de la modulation d'amplitude inclure les éléments suivants.
Formes d'onde de modulation d'amplitude
Le signal modulant (signal d'entrée) Vm = Vm sin ωmt
Où Vm est la valeur instantanée et Vm est la valeur maximale du signal de modulation (d'entrée).
fm est la fréquence du signal de modulation (d'entrée) et ωm = 2π fm
Le signal porteur Vc = Vc sans ωct
Où Vc est la valeur instantanée et Vc est la valeur maximale du signal porteur, fc est la fréquence du signal porteur et ωc = 2π fc.
Analyse de forme d'onde AM
Le équation de modulation d'amplitude est,
VAM = Vc + Vm = Vc + Vm sin ωmt
vAM = VAM sin θ = VAM sans ωct
= (Vc + Vm sin ωmt) sin ωct
= Vc (1 + m sin ωmt) sin ωct où m est donné par m = Vm / Vc
Indice de modulation
L'indice de modulation est défini comme le rapport entre l'amplitude du signal de modulation et l'amplitude du signal porteur. Il est noté «m»
Indice de modulation m = Vm / Vc
L'indice de modulation est également appelé facteur de modulation, coefficient de modulation ou degré de modulation
«M» doit avoir une valeur comprise entre 0 et 1.
«M» exprimé en pourcentage est appelé% de modulation.
Vm = Vmax-Vmin / 2
Vc = Vmax-Vm
Vc = Vmax- (Vmax-Vmin / 2) = Vmax + Vmin / 2
Par conséquent, Vm / Vc = (Vmax-Vmin / Vmax + Vmin)
Modulation critique
Cela se produit lorsque l'indice de modulation (m) = 1. Remarque, pendant la modulation critique Vmin = 0
Modulation critique
M = Vm / Vc = (Vmax-Vmin / Vmax + Vmin) = (Vmax / Vmax) = 1
Remplacer V m = 0 Par conséquent à la modulation critique m = Vm / Vc
Remplacez m = 1. Par conséquent à la modulation critique Vm = Vc
Qu'est-ce que la surmodulation et les bandes latérales de AM?
Cela peut se produire lorsque m> 1
C'est-à-dire (Vm / Vc)> 1 . Par conséquent Vm> Vc . En d'autres termes, le signal modulant est supérieur au signal porteur.
Le signal AM générera de nouveaux signaux appelés bandes latérales, à des fréquences autres que fc ou fm.
Nous savons que VUN M= (Vc + m Vm sin ωmt) sin ωct
Nous savons aussi que m = Vm / Vc . Par conséquent Vm = m.Vc
Bandes latérales de AM
Par conséquent,
Cas 1: le signal d'entrée et le signal de porteuse sont des ondes sinusoïdales.
VUN M= (Vc + m Vc sin ωmt) sin ωct
= Vc sin ωct + m Vc sin ωmt. Sin ωct
Rappel SinA SinB = 1/2 [cos (A-B) - cos (A + B)]
Par conséquent VAM = Vc sin ωct + [mVc / 2 cos (ωc - wm) t] ─ [mVc / 2 cos (ωc + wm) t]
Où Vc sin ωct est porteur
mVc / 2 cos (ωc - wm) t est la bande latérale inférieure
mVc / 2 cos (ωc + wm) t I bande latérale du souper
Par conséquent, le signal AM a trois composantes de fréquence, porteuse, bande latérale supérieure et bande latérale inférieure.
Cas 2: Le signal d'entrée et le signal porteur sont des ondes cos.
VAM = (Vc + m Vc cos ωmt) cos ωct
= Vc cos ωct + mVc cos ωmt. cos ωct
Rappel Cos A Cos B = 1/2 [cos (A ─B) + cos (A + B)]
Par conséquent VAM = Vc cos ωct + [mVc / 2 cos (ωc - wm) t] + [mVc / 2 cos (ωc + wm) t]
Où Vc cos ωct
mVc / 2 cos (ωc - wm) t est la bande latérale inférieure
mVc / 2 cos (ωc + wm) t bande latérale du souper
Par conséquent, le signal AM a trois composantes de fréquence, porteuse, bande latérale supérieure et bande latérale inférieure
Bande passante AM
La bande passante d'un signal complexe comme AM est la différence entre ses composantes de fréquence la plus élevée et la plus basse et est exprimée en Hertz (Hz). La bande passante ne traite que des fréquences.
Comme le montre la figure suivante
Bande passante = (fc - fm) - (fc + fm) = 2 fm
Les niveaux de puissance dans la porteuse et les bandes latérales
Niveaux de puissance dans le support et les bandes latérales
Il y a trois composantes dans la vague AM. Porteuse non modulée, USB et LSB.
La puissance totale de AM est = Puissance dans le
Porteuse non modulée + alimentation en USB + alimentation en LSB
Si R est la charge, alors Power in AM = V2c / R + VLSBdeux/ R + VUSB2/2
Puissance du transporteur
Puissance porteuse de pointe = Vdeuxc / R
Tension de crête = Vc, donc tension RMS = Vc / √2
Puissance porteuse RMS = 1 / R [Vc / √2]deux= Vdeuxc / 2R
Puissance RMS dans les bandes latérales
PLSB = PUSB = VSB2 / R = 1 / R [mVc / 2 / √2]deux
= mdeux(U)deux/ 8R = mdeux/ 4 X Vdeuxc / 2R
Puissance RMS dans les bandes latérales
Nous savons que Vdeuxc / 2R = Pc
Par conséquent PLSB= mdeux/ 4 x Pc
Pouvoir total = vdeuxc / 2R + m2Vcdeux/ 8R + m2Vcdeux/ 8R
vdeuxc / 2R [1 + (m2 / 4) + (m2 / 4)] = Pc [1 + (m2 / 4) + (m2 / 4)]
PTotal = Pc [1 + mdeux/deux ]
Indice de modulation en termes de puissance totale (PTotal) et de puissance porteuse (Pc)
PTotal = Pc [1 + mdeux/deux]
PTotal / Pc = [1 + mdeux/deux]
mdeux/ 2 = PTotal/ Pc - 1
m = √2 (PTotal/ Pc - 1)
Efficacité de la transmission
En AM, il y a trois composants de puissance Pc, PLSB et PUSB
Parmi ces Pc, il y a une porteuse non modulée. C'est un gaspillage car il ne contient aucune information.
Les deux bandes latérales transportent toutes les informations utiles et donc la puissance utile n'est dépensée que dans les bandes latérales
Efficacité (η)
Un rapport de la puissance émise qui contient les informations utiles (PLSB + PUSB) à la puissance émise totale .
Efficacité de la transmission = (PLSB+ PUSB) / (PTotal)
η = Pc [mdeux/ 4 + mdeux/ 4] / Pc [1 = mdeux/ 2] = mdeux/ 2 + mdeux
η% = (mdeux/ 2 + mdeux) X 100
Démodulation d'amplitude
L'inverse du modulateur et il récupère (décode) le signal d'origine (quel était le signal de modulation à l'extrémité de l'émetteur) à partir du signal AM reçu.
Détecteur d'enveloppes
AM est une simple vague, et le détecteur est un démodulateur. Il récupère le signal d'origine (quel était le signal de modulation à l'extrémité de l'émetteur) à partir du signal AM reçu. Le le détecteur se compose de un simple redresseur demi-onde qui redresse le signal AM reçu. Ceci est suivi d'un filtre passe bas qui supprime (contourne) la forme d'onde porteuse haute fréquence du signal reçu. La sortie résultante du filtre passe-bas sera le signal d'entrée (modulant) d'origine.
Détecteur d'enveloppes
Le signal AM entrant est un redresseur HW couplé à un transformateur qui conduit pendant les cycles positifs d'AM et coupe les cycles négatifs d'AM. Le condensateur de filtrage C filtre (contourne) la porteuse haute fréquence (fc) et n'autorise que la fréquence inférieure (fm). Ainsi, le filtre la sortie est le signal d'entrée (modulant) d'origine.
Types de modulation d'amplitude
Le différent types de modulations d'amplitude inclure les éléments suivants.
1) Modulation de porteuse à double bande latérale supprimée (DSB-SC)
- L'onde transmise se compose uniquement des bandes latérales supérieure et inférieure
- Mais l'exigence de bande passante du canal est la même qu'avant.
2) Modulation à bande latérale unique (SSB)
- L'onde de modulation se compose uniquement de la bande latérale supérieure ou de la bande latérale inférieure.
- Traduire le spectre du signal de modulation vers un nouvel emplacement dans le domaine fréquentiel.
3) Modulation de bande latérale vestigiale (VSB)
- Une bande latérale est passée presque complètement et seule une trace de l'autre bande latérale est conservée.
- La largeur de bande de canal requise est légèrement supérieure à la bande passante de message d'une quantité égale à la largeur de la bande latérale résiduelle.
Avantages et inconvénients de la modulation d'amplitude
Le avantages de la modulation d'amplitude inclure les éléments suivants.
- La modulation d'amplitude est économique et facilement réalisable
- C'est tellement simple à mettre en œuvre, et en utilisant un circuit avec moins de composants il peut être démodulé.
- Les récepteurs AM sont peu coûteux car ils ne nécessitent aucun composant spécialisé.
Le inconvénients de la modulation d'amplitude inclure les éléments suivants.
- L'efficacité de cette modulation est très faible car elle consomme beaucoup d'énergie
- Cette modulation utilise plusieurs fois la fréquence d'amplitude pour moduler le signal par un signal porteur.
- Cela diminue la qualité du signal d'origine à l'extrémité de réception et provoque des problèmes dans la qualité du signal.
- Les systèmes AM sont susceptibles de générer du bruit.
- Le applications de la modulation d'amplitude Limites à la VHF, aux radios et aux communications individuelles applicables uniquement
Il s'agit donc d'un aperçu de la modulation d'amplitude . Le principal avantage est que, puisqu'une référence cohérente n'est pas requis pour la démodulation aussi longtemps que 0 modulation d'amplitude d'impulsion ?
