Amplitud modulasi

Apakah amplitud yang dimodulasi?

The amplitud modulasi AM (Amplitud modulasi) Ini adalah teknik penghantaran isyarat di mana gelombang elektromagnet sinusoidal_c, yang bertanggungjawab menghantar mesej frekuensi f_s << f_c, berbeza (iaitu, memodulasi) amplitudnya mengikut amplitud isyarat.

Kedua -dua isyarat bergerak seperti satu, isyarat total (Isyarat saya) yang menggabungkan kedua -duanya: gelombang pembawa (Isyarat pembawa) dan gelombang (maklumat isyarat) yang mengandungi mesej, seperti yang ditunjukkan dalam angka berikut:

Modulasi amplitud. Sumber: Wikimedia Commons.

Diperhatikan bahawa perjalanan maklumat yang terkandung dalam cara yang mengelilingi isyarat AM, yang dipanggil menyelubungi.

Melalui teknik ini, isyarat boleh dihantar untuk jarak jauh, oleh itu jenis modulasi ini digunakan secara meluas oleh radio komersial dan band sivil, walaupun prosedur itu dapat dilakukan dengan apa -apa jenis isyarat.

Untuk mendapatkan maklumat, penerima diperlukan, di mana proses yang dipanggil demodulasi oleh pengesan sampul surat.

Pengesan sampul surat tidak lain adalah litar yang sangat mudah, yang dipanggil penerus. Prosedurnya mudah dan ekonomik, tetapi dalam proses penghantaran, kerugian kuasa selalu berlaku.

Bagaimana amplitud modulasi berfungsi?

Untuk menghantar mesej di sebelah isyarat pembawa tidak cukup untuk menambah kedua -dua isyarat.

Ia adalah proses bukan linear, di mana penghantaran cara yang diterangkan di atas dicapai dengan mengalikan mesej mesej oleh isyarat pembawa, kedua -dua cosenoidal. Dan hasilnya menambah isyarat pembawa.

Bentuk matematik yang dihasilkan dari prosedur ini adalah isyarat berubah dalam masa e (t), yang bentuknya:

E (t) = e_c (1 + m.Cos 2πf_s.t). Cos 2πf_c.t

Di mana amplitud dan_c Ia adalah amplitud pembawa dan m Ia adalah indeks modulasi, yang diberikan oleh:

Ia boleh melayani anda: Halaju sudut purata: definisi dan formula, latihan yang diselesaikan

m = amplitud mesej / amplitud pembawa = e_s / E_c

Oleh itu: Dan_s = m.Dan_c

Amplitud mesej kecil berbanding dengan amplitud pembawa, oleh itu:

m <1

Jika tidak, isyarat AMM tidak akan mempunyai bentuk yang tepat dari mesej yang akan dihantar. Persamaan untuk m Ia boleh dinyatakan sebagai Peratusan modulasi:

m_% = (E_s / E_c) X 100%

Kami tahu bahawa isyarat sinus dan cosenoid dicirikan dengan mempunyai kekerapan dan panjang gelombang.

Apabila isyarat dimodulasi, pengagihan kekerapannya (spektrum) dipindahkan, yang terus menduduki kawasan tertentu di sekitar kekerapan pembawa F_c (Yang tidak diubah sama sekali semasa proses modulasi), yang dipanggil jalur lebar.

Menjadi gelombang elektromagnet, kelajuannya dalam vakum adalah cahaya, yang berkaitan dengan panjang gelombang dan kekerapan oleh:

C = λ.F

Dengan cara ini, maklumat yang akan dihantar dari stesen radio, bergerak dengan cepat ke penerima.

Transmisi radio

Stesen radio mesti mengubah kata -kata dan muzik, semuanya tanda bunyi, menjadi isyarat elektrik kekerapan yang sama, contohnya oleh mikrofon.

Isyarat elektrik ini dipanggil Tanda kekerapan auditif, Kerana ia berada dalam lingkungan 20 hingga 20.000 Hz, yang merupakan spektrum yang boleh didengar (frekuensi yang didengar oleh manusia).

Banyak stesen radio menghantar pada pagi

Isyarat ini mesti dikuatkan secara elektronik. Pada peringkat awal radio ia dilakukan dengan tiub vakum, yang kemudiannya digantikan oleh transistor, lebih cekap.

Maka isyarat yang diperkuat digabungkan dengan isyarat Frekuensi radial fr melalui AM Modulator Circuits, supaya ia menghasilkan kekerapan tertentu untuk setiap stesen radio. Ini adalah kekerapan pembawa f_c yang disebut di atas.

Anda boleh melayani anda: Undang -undang Kedua Newton: Aplikasi, Eksperimen dan Latihan

Kekerapan stesen radio AM adalah antara 530 Hz dan 1600 Hz, tetapi stesen yang menggunakan kekerapan modulasi atau FM, mempunyai lebih banyak pembawa kekerapan: 88-108 MHz.

Langkah seterusnya adalah untuk menguatkan isyarat gabungan sekali lagi dan hantar ke antena untuk dipancarkan sebagai gelombang radio. Dengan cara ini, anda dapat menyebar melalui ruang sehingga anda sampai ke reseptor.

Penerimaan isyarat

Penerima radio mempunyai antena untuk menangkap gelombang elektromagnet dari stesen.

Antena terdiri daripada bahan konduktif yang seterusnya mempunyai elektron bebas. Medan elektromagnet memberikan kekuatan pada elektron ini, yang segera bergetar pada kekerapan gelombang yang sama, menghasilkan arus elektrik.

Pilihan lain ialah antena penerimaan mengandungi gegelung dawai dan medan elektromagnetik gelombang radio mendorong arus elektrik. Walau apa pun, arus ini mengandungi maklumat yang datang dari semua stesen radio yang ditangkap.

Apa yang berikut adalah bahawa penerima radio dapat membezakan setiap stesen radio, iaitu, lagu yang lebih disukai.

Tune di radio dan dengar muzik

Pilih antara pelbagai isyarat dicapai oleh litar LC resonan atau pengayun LC. Ini adalah litar yang sangat mudah yang mengandungi pembolehubah L dan kapasitor C yang ditetapkan dalam siri.

Untuk menyesuaikan stesen radio, nilai L dan C diselaraskan, supaya kekerapan resonan litar bertepatan dengan kekerapan isyarat untuk menyesuaikan diri, yang tidak lain daripada kekerapan pembawa stesen radio: F_c.

Setelah stesen ditala, litar bertindak Demodulator yang disebutkan pada awal. Ia adalah yang bertanggungjawab untuk mentakrifkan, jadi untuk bercakap, mesej yang dikeluarkan oleh stesen radio. Dia mendapatnya dengan memisahkan isyarat pembawa dan isyarat mesej, menggunakan diod, dan litar RC yang dipanggil penapis lulus rendah.

Di litar pengayun LC kiri. Di sebelah kanan litar demodulator. Sumber: f. Zapata.

Isyarat yang sudah dipisahkan kembali melalui proses penguatan dan dari sana pergi ke pembesar suara atau fon kepala supaya kita dapat mendengarnya.

Boleh melayani anda: bulan

Proses ini diterangkan di sini secara meluas, kerana pada hakikatnya terdapat lebih banyak peringkat dan jauh lebih kompleks. Tetapi ia memberi kita idea yang baik tentang bagaimana modulasi amplitud berlaku dan bagaimana ia mencapai telinga penerima.

Contoh yang diselesaikan

Gelombang pembawa mempunyai amplitud Dan_c = 2 v (Rms) dan kekerapan F_c = 1.5 MHz. Dimodulasi oleh isyarat frekuensi FS = 500 Hz dan amplitud Dan_s = 1 v (RMS). Apakah persamaan isyarat AM?

Penyelesaian

Nilai yang sesuai digantikan dalam persamaan untuk isyarat dimodulasi:

E (t) = e_c (1 + m.Cos 2πf_s.t). Cos 2πf_c.t

Walau bagaimanapun, adalah penting untuk diperhatikan bahawa persamaan termasuk amplitud puncak, yang dalam kes ini adalah voltan. Oleh itu, adalah perlu untuk lulus RMS ke voltan puncak yang didarab dengan √2:

Dan_c = √2 x 2 v = 2.83 V; Dan_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)

Rujukan

1. Buta huruf. Sistem modulasi. Diperolehi dari: illustecnicos.jaring.
2. Giancoli, d.  2006. Fizik: Prinsip dengan aplikasi. 6^th. Ed Prentice Hall.
3. Quesada, f. Makmal Komunikasi. Modulasi amplitud. Pulih dari: ocw.bib.UPCT.adalah.
4. Santa Cruz, atau. Penghantaran modulasi amplitud. Pulih dari: guru.Frc.Utn.Edu.ar.
5. Serway, r., Jewett, J. (2008). Fizik untuk Sains dan Kejuruteraan. Jilid 2. 7^ma. Ed. Pembelajaran Cengage.
6. Gelombang pembawa. Pulih dari: Adakah.Wikipedia.org.