Modulowana amplituda

Jaka jest modulowana amplituda?

modulowana amplituda JESTEM (Amplituda modulacji) Jest to technika transmisji sygnału, w której sinusoidalna fala elektromagnetyczna_C, odpowiedzialny za przekazanie komunikatu częstotliwości f_S << f_C, zmienia się (to znaczy moduluje) jego amplitudę w zależności od amplitudy sygnału.

Oba sygnały podróżują jak jeden, całkowity sygnał (Sygnał AM) To łączy oba: fala nośna (Sygnał nośnika) i fala (Informacje sygnałowe) To zawiera wiadomość, jak pokazano na poniższym rysunku:

Modulacja amplitudy. Źródło: Wikimedia Commons.

Należy zauważyć, że informacje o przejeździe zawarte w sposób otaczający sygnał AM, który nazywa się otaczanie.

Dzięki tej technice sygnał może być przesyłany na duże odległości, dlatego ten rodzaj modulacji jest szeroko stosowany przez komercyjne radio i pasmo cywilne, chociaż procedura może być przeprowadzana z dowolnym rodzajem sygnału.

Aby uzyskać informacje, potrzebny jest odbiornik, w którym nazywany proces demodulacja przez detektor koperty.

Detektor koperty jest niczym innym jak bardzo prostym obwodem, zwanym prostownik. Procedura jest prosta i ekonomiczna, ale w procesie transmisji zawsze występują straty mocy.

Jak działa modulowana amplituda?

Aby przesyłać wiadomość obok sygnału nośnika, nie wystarczy po prostu dodać oba sygnały.

Jest to proces nieliniowy, w którym przenoszenie opisanego powyżej sposobu jest osiągane przez pomnożenie komunikatu przez sygnał nośnika, oba konsenoidalne. I do wyniku dodania sygnału nośnika.

Forma matematyczna wynikająca z tej procedury jest zmiennym sygnałem w czasie E (t), którego forma jest:

E (t) = e_C (1 + m.Cos 2πf_S.T). Cos 2πf_C.T

Gdzie amplituda i_C Jest to amplituda przewoźnika i M Jest to wskaźnik modulacji, podany przez:

Może ci służyć: średnia prędkość kątowa: definicja i wzory, rozwiązane ćwiczenia

m = amplituda wiadomości / amplitudy przewoźnika = E_S / E_C

Zatem: I_S = m.I_C

Amplituda wiadomości jest niewielka w porównaniu z amplitudą przewoźnika, dlatego:

M <1

W przeciwnym razie sygnalizacja AMM nie miałaby dokładnej formy przesłania wiadomości. Równanie dla M Można to wyrazić jako Procent modulacji:

M_% = (E_S / E_C) X 100%

Wiemy, że sygnały sinusoidalne i konsenoidalne charakteryzują się pewną częstotliwością i długością fali.

Gdy sygnał jest modulowany, jego rozkład częstotliwości (widmo) jest przenoszony, który zajmuje określony region wokół częstotliwości nośnej F_C (To wcale nie jest zmieniane podczas procesu modulacji), zwane przepustowość łącza.

Będąc falami elektromagnetycznymi, jego prędkość jest prędkością światła, która jest związana z długością fali i częstotliwością przez:

C = λ.F

W ten sposób informacje, które mają być przesyłane ze stacji radiowej, podróżują bardzo szybko do odbiorników.

Transmisje radiowe

Stacja radiowa musi przekształcić słowa i muzykę, wszystkie znaki dźwiękowe w sygnał elektryczny o tej samej częstotliwości, na przykład przez mikrofony.

Ten sygnał elektryczny jest nazywany Znak częstotliwości przesłuchań, Ponieważ jest w zakresie od 20 do 20.000 Hz, które jest widmem słyszalnym (częstotliwości, które ludzie słyszą).

Wiele stacji radiowych transmitowanych na AM

Ten sygnał musi być wzmocniony elektronicznie. We wczesnych stadiach radia wykonano to za pomocą rurek próżniowych, które następnie zostały zastąpione przez tranzystory, znacznie bardziej wydajne.

Następnie wzmocniony sygnał jest łączony z sygnałem Częstotliwość promieniowa fr Poprzez AM Modulator obwody, tak, że powoduje to określoną częstotliwość dla każdej stacji radiowej. To jest częstotliwość nosicielki f_C wspomniano powyżej.

Możesz Ci służyć: drugie prawo Newtona: aplikacje, eksperymenty i ćwiczenia

Częstotliwość stacji radiowych AM wynosi od 530 Hz do 1600 Hz, ale stacje wykorzystujące modulowaną częstotliwość lub FM mają więcej nośników częstotliwości: 88-108 MHz.

Następnym krokiem jest ponowne wzmocnienie połączonego sygnału i wysłanie go do anteny do emitowanej jako fala radiowa. W ten sposób możesz rozprzestrzeniać się w przestrzeni, dopóki nie dotrzesz do receptorów.

Odbiór sygnałowy

Odbiornik radiowy ma antenę do przechwytywania fal elektromagnetycznych ze stacji.

Antena składa się z materiału przewodzącego, który z kolei ma wolne elektron. Pole elektromagnetyczne wywiera wytrzymałość na te elektrony, które natychmiast wibrują z tą samą częstotliwością fal, wytwarzając prąd elektryczny.

Inną opcją jest to, że antena odbierająca zawiera cewkę przewodową, a pole elektromagnetyczne fal radiowych indukuje prąd elektryczny. W każdym razie ten prąd zawiera informacje pochodzące ze wszystkich uchwyconych stacji radiowych.

Poniżej następuje to, że odbiornik radiowy jest w stanie odróżnić każdą stacją radiową, to znaczy dostroić się do tego, co jest preferowane.

Dostrój w radiu i słuchaj muzyki

Wybierz między różnymi sygnałami jest osiągany przez rezonansowy obwód LC lub oscylator LC. Jest to bardzo prosty obwód, który zawiera zmienne L i kondensator C ustawione szeregowo.

Aby dostroić stację radiową, wartości L i C są dostosowywane, tak że częstotliwość rezonansowa obwodu pokrywa się z częstotliwością sygnału do dostrojenia, która jest niczym innym jak częstotliwością nośnika stacji radiowej: F_C.

Po dostrojeniu stacji obwód wchodzi w działanie demodulator to wspomniane na początku. Jest to ten, który jest odpowiedzialny za rozszyfrowanie, że tak powiem, wiadomość wydana przez stacją radiową. Dostaje go, oddzielając sygnał nośnika i sygnał komunikatu za pomocą diody i wywołany obwód RC Filtr podań.

Po lewym obwodzie oscylatora LC. Po prawej obwodzie demodulatora. Źródło: f. Zapata.

Już oddzielony sygnał powraca przez proces wzmacniania, a stamtąd trafia do głośników lub słuchawek, abyśmy mogli go słuchać.

Może ci służyć: księżyc

Proces jest tutaj opisany szeroko, ponieważ w rzeczywistości jest więcej etapów i jest znacznie bardziej złożony. Ale daje nam to dobre wyobrażenie o tym, jak nastąpi modulacja amplitudy i jak dociera do uszu odbiornika.

Rozwiązany przykład

Fala nośna ma amplitudę I_C = 2 v (RMS) i częstotliwość F_C = 1.5 MHz. Jest modulowany przez sygnał częstotliwości FS = 500 Hz i amplituda I_S = 1 v (RMS). Jakie jest równanie sygnału AM?

Rozwiązanie

Odpowiednie wartości są zastępowane w równaniu dla modulowanego sygnału:

E (t) = e_C (1 + m.Cos 2πf_S.T). Cos 2πf_C.T

Należy jednak zauważyć, że równanie obejmuje amplitudy szczytowe, które w tym przypadku są napięciami. Dlatego konieczne jest przekazanie RMS do szczytowych napięć mnożących się przez √2:

I_C = √2 x 2 v = 2.83 V; I_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)

Bibliografia

1. Analfabeta. Systemy modulacji. Źródło: Illustecnicos.internet.
2. Giancoli, zm.  2006. Fizyka: zasady z aplikacjami. 6^th. Ed Prentice Hall.
3. Quesada, f. Laboratorium komunikacyjne. Modulacja amplitudy. Odzyskane z: OCW.śliniaczek.Upct.Jest.
4. Santa Cruz, lub. Transmisja modulacji amplitudy. Odzyskane od: Nauczyciele.FRC.Utn.Edu.ar.
5. Serway, r., Jewett, J. (2008). Fizyka nauk i inżynierii. Głośność 2. 7^mama. Wyd. Cengage Learning.
6. Fala nośna. Odzyskane z: jest.Wikipedia.org.