Modulacja - to samorzutna lub celowa zmiana parametr贸w sygna艂u.
Wszystkie radiokomunikacyjne urz膮dzenia nadawczo - odbiorcze wykorzystuj膮 zjawisko modulacji oraz demodulacji. Modulacja jest procesem nak艂adania sygna艂u zawieraj膮cego informacj臋 (g艂os, dane cyfrowe) na sygna艂 no艣ny. Do 艂膮czno艣ci na fonii wykorzystuje si臋 sygna艂 moduluj膮cy zawarty w przedziale cz臋stotliwo艣ci akustycznych 300 - 3000 Hz oraz fal臋 no艣n膮. Fala no艣na przed wypromieniowaniem w przestrze艅 zostaje w nadajniku zmodulowana amplitudowo ze wst臋g膮 no艣na (AM) lub z wyt艂umion膮 wst臋g膮 no艣n膮 (SSB) b膮d藕 cz臋stotliwo艣ciowo (FM).
Przyk艂adem mo偶e by膰 modulowany d藕wi臋k syreny alarmowej o zmiennej cz臋stotliwo艣ci. Cz臋stotliwo艣膰 zmian wywo艂anych modulacj膮 jest du偶o mniejsza od cz臋stotliwo艣ci fali.
Je偶eli modulowane s膮 sygna艂y sinusoidalne, to proces ten mo偶e powodowa膰 zmiany amplitudy, cz臋stotliwo艣ci lub fazy drga艅. W przypadku fal prostok膮tnych (cz臋sto stosowanych w technice cyfrowej) procesowi modulacji podlega szeroko艣膰, amplituda, pozycja (uk艂ad) oraz g臋sto艣膰 impuls贸w.
Modulacja amplitudy - AM
Przy modulacji amplitudy amplituda fali no艣nej zmienia si臋 w takt napi臋cia moduluj膮cego. Jest to jeden z najstarszych rodzaj贸w emisji wykorzystywanych w 艂膮czno艣ci. Najwa偶niejszym parametrem modulacji amplitudy jest wsp贸艂czynnik g艂臋boko艣ci modulacji. Parametr ten jest zazwyczaj podawany w procentach, a jego maksymalna warto艣膰 w prostych radiotelefonach nie przekracza 80%. Ma to na celu zapewnienie marginesu bezpiecze艅stwa, aby najsilniejsze sygna艂y dochodz膮ce do mikrofonu nie powodowa艂y przemodulowania, co by艂oby przyczyn膮 niekorzystnych zniekszta艂ce艅 sygna艂u zmodulowanego.
Drugim wa偶nym parametrem jest szeroko艣膰 sygna艂u zmodulowanego - jest r贸wna podwojonej najwi臋kszej cz臋stotliwo艣ci moduluj膮cej czyli 6kHz. Tak膮 szeroko艣膰 przenoszenia pasma musz膮 mie膰 wszystkie uk艂ady toru odbiorczego AM.
Ca艂kowita moc nadajnika AM wypromieniowana przez anten臋 sk艂ada si臋 z mocy fali no艣nej oraz mocy dw贸ch wst臋g bocznych. Przy g艂臋boko艣ci modulacji m=100%, moc zawarta w obu wst臋gach bocznych jest r贸wna po艂owie mocy fali no艣nej. Np. w radiotelefonie AM o mocy 100 W cz臋艣膰 mocy 50 W jest zu偶ywana na fal臋 no艣n膮, a 2*25 W na wst臋gi boczne.
W odbiorniku AM nast臋puje proces odwrotny do modulacji, polegaj膮cy na odtworzeniu przebiegu zmodulowanego sygna艂u moduluj膮cego. Proces ten jest realizowany za pomoc膮 demodulatora.
Wikipedia. Modulacja amplitudy
Modulacja cz臋stotliwo艣ci - FM
Przy modulacji cz臋stotliwo艣ciowej amplituda fali no艣nej jest sta艂a, natomiast jej cz臋stotliwo艣膰 zmienia si臋 w zale偶no艣ci od amplitudy sygna艂u moduluj膮cego. Warto艣膰 o jak膮 cz臋stotliwo艣膰 fali no艣nej zmienia si臋 od cz臋stotliwo艣ci pocz膮tkowej (cz臋stotliwo艣膰 przy braku modulacji) nazywa si臋 dewiacj膮 - odchyleniem cz臋stotliwo艣ci. Dewiacja to r贸偶nica mi臋dzy najni偶sz膮 i najwy偶sz膮 cz臋stotliwo艣ci膮 fali no艣nej w trakcie modulacji. W radiotelefonach FM cz臋stotliwo艣膰 wysy艂ana przez nadajnik zmienia si臋 w granicach +/- 1,5 - +/- 5 kHz. 5 kHz to najwy偶sza warto艣膰 dewiacji, poniewa偶 przy wi臋kszej dewiacji mog艂yby wyst膮pi膰 zak艂贸cenia s膮siednich sygna艂贸w.
Drug膮 wielko艣ci膮 charakterystyczna dla modulacji cz臋stotliwo艣ci jest tak zwany wska藕nik modulacji : mf, kt贸ry wyra偶a si臋 stosunkiem dewiacji cz臋stotliwo艣ci do cz臋stotliwo艣ci moduluj膮cej. Zalet膮 modulacji cz臋stotliwo艣ci jest znacznie mniejsza ni偶 dla AM wra偶liwo艣膰 transmisji na zak艂贸cenia zewn臋trzne, zmieniaj膮ce chwilow膮 amplitud臋 sygna艂u zmodulowanego. Ponadto jako艣膰 sygna艂u jest lepsza.
Moc sygna艂u FM nie zmienia si臋 w procesie modulacji i jest r贸wna mocy niemodulowanego sygna艂u no艣nego. Ca艂a moc jest wi臋c wykorzystywana do przekazywania informacji. Nadajniki FM maj膮 bardzo wysoka sprawno艣膰 energetyczn膮. W celu podwy偶szenia stosunku sygna艂u do szumu stosuje si臋 zabieg uwypuklania ton贸w wysokich (preemfaza) przy nadawaniu i odpowiedniego symetrycznego t艂umienia tych ton贸w (deemfaza) w odbiorniku. W wyniku takich proces贸w wypadkowa charakterystyka cz臋stotliwo艣ciowa sygna艂u nie ulega zmianie, a powoduje zmniejszenie poziomu szum贸w.
Znane s膮 dwie metody modulacji cz臋stotliwo艣ci :
- bezpo艣rednia
- po艣rednia
W metodzie bezpo艣redniej, najcz臋艣ciej stosowanej w prostych radiotelefonach, zmian臋 cz臋stotliwo艣ci fali no艣nej uzyskuje si臋 przez przy艂膮czenie do obwodu generatora diody pojemno艣ciowej, kt贸rej pojemno艣膰 zmienia si臋 w takt zmian napi臋cia moduluj膮cego.
Metoda po艣redniej modulacji cz臋stotliwo艣ci polega na uzyskiwaniu wymaganej dewiacji cz臋stotliwo艣ci po艣rednio przez modulacj臋 fazy fali no艣nej. Uzyskuje si臋 to przez zmian臋 rezystancji lub reaktancji obwodu w nast臋pnym stopniu po generatorze, w takt zmian napi臋cia moduluj膮cego. W celu ograniczenia maksymalnej dewiacji o warto艣ci ustalonej (2,5 kHz), co chroni przed powstawaniem zniekszta艂ce艅 transmisji i zak艂贸ce艅 dla s膮siednich kana艂贸w, stosuje si臋 ograniczniki modulacji.
Wikipedia. Modulacja cz臋stotliwo艣ci
Modulacja jednowst臋gowa - SSB
Modulacja jednowst臋gowa jest szczeg贸lnym przypadkiem modulacji amplitudy. Istota SSB polega na usuni臋ciu jednej bocznej wst臋gi sygna艂u z modulacja amplitudy i znacznym wyt艂umieniu fali no艣nej w tym sygnale. Przy g艂臋boko艣ci modulacji r贸wnej 100% moc promieniowania rozdziela si臋 nast臋puj膮co :
- 50% - fala no艣na
- 2x po 25% - wst臋gi boczne
Informacja jest przenoszona tylko przez wst臋gi boczne, a pozosta艂e 50% mocy (fala no艣na) jest wypromieniowywane bezu偶ytecznie. Przy wyt艂umieniu fali no艣nej uzyskujemy sygna艂 dwuwst臋gowy, tzw. DSB, kt贸ry pozwala na ograniczenie do po艂owy mocy nadajnika. Sygna艂 SSB osi膮ga si臋 po zlikwidowaniu (wyt艂umieniu) jednej ze wst臋g bocznych. Przy tego typu emisji nie ulega zmianie wierno艣膰 przekazywanej informacji, a osi膮ga si臋 w stosunku do klasycznej emisji AM wiele korzy艣ci:
- ca艂a moc nadajnika jest zu偶yta na wypromieniowanie jednej wst臋gi bocznej
- w臋偶sze pasmo cz臋stotliwo艣ci emitowanej przez nadajnik
- zaw臋偶enie o 50% pasma w odbiorniku, co daje na wyj艣ciu poziom szum贸w mniejszy ni偶 3 dB
- brak fali no艣nej zmniejsza zjawisko interferencji fal przy odbiorze
- ekonomiczne zasilanie (moc wypromieniowana jest tylko w czasie trwania modulacji)
- mniejsza zawarto艣膰 sygna艂贸w niepo偶膮danych i harmonicznych wypromieniowanych przez nadajnik
Te korzystne w艂a艣ciwo艣ci SSB s膮 okupione znaczn膮 komplikacj膮 uk艂adu. W nadajniku sygna艂 nie jest formowany bezpo艣rednio na cz臋stotliwo艣ci wyj艣ciowej lecz na cz臋stotliwo艣ci po艣redniej. Wyj艣ciowy sygna艂 SSB jest uzyskiwany w drodze przemiany cz臋stotliwo艣ci. Sygna艂 SSB jest formowany metod膮 filtrow膮 z u偶yciem filtru kwarcowego lub piezoceramicznego, kt贸rego zadaniem jest wyci臋cie niepo偶膮danej wst臋gi bocznej. Istnieje jeszcze jedna metoda formowania sygna艂u SSB bez u偶ycia drogiego filtru kwarcowego. Jest to metoda fazowa. Wymaga ona zastosowania dw贸ch modulator贸w, do kt贸rych doprowadza si臋 przesuni臋te w fazie o 90 stopni sygna艂y: akustyczny i fali no艣nej. Po zsumowaniu sygna艂贸w z modulator贸w w uk艂adzie wyj艣ciowym, uzyskuje si臋 dodawanie sk艂adowych wst臋gi niepo偶膮danej.
Wikipedia. Modulacja jednowst臋gowa
Przeczytaj te偶:
Oznaczenia emisji radiowych
Brak komentarzy. Mo縠 czas doda sw骿?
Prognoza 60 h
