• Главная
  • rss-лента сайта solo-project.com


Частотная и амплитудная модуляция

Сколько разновидностей модуляции существует? Достаточно много –  их количество выражается трехзначным числом, и притом склонно к возрастанию. Именно это разнообразие позволяет передавать огромные объемы информации в перенаселенном эфирном пространстве.

Модуляция – это процесс изменения тех или иных параметров высокочастотного сигнала несущей частоты в соответствии с формой передаваемого низкочастотного сигнала.

Амплитудная и частотная модуляция были изобретены на заре развития радиосвязи. Это первые, наиболее простые, интуитивно понятные способы переноса спектра передаваемого сигнала на несущую частоту.

АМ сигнал представляет собой высокочастотное колебание, амплитуда которого изменяется в соответствии с передаваемым сигналом.  Приемник, настроенный на несущую частоту, имеет фильтр, пропускающий низкие частоты.

У ЧМ сигнала меняется частота, причем размах отклонений от центральной частоты зависит от амплитуды передаваемого сигнала.   Принятый и отфильтрованный сигнал может быть преобразован в звук, изображение или иные формы информации.

графики
 

АМ сигнал как сумма колебаний

Математическая формула АМ сигнала представляет собой сумму двух колебательных процессов.

Введем обозначения:

S(t) – входной сигнал,

U(t) – несущая,

Ua(t) – АМ сигнал

Тогда АМ сигнал можно записать следующим образом:

Ua(t) = U(t)[1+mS(t)]

Глубина модуляции m – параметр, определяющий соотношение между амплитудами несущего сигнала и модулирующего сигнала.  Модулирующий сигнал не может быть больше несущего, и поэтому глубина модуляции m меньше 1.  В реальных схемах глубина модуляции значительно меньше 1, это позволяет восстановить сигнал без искажений на стороне приема.

Влияние помех на АМ сигнал

Описанный способ модуляции и последующей демодуляции прост и дешев, поэтому до сих пор находит свое применение. В частности, многие радиостанции местного вещания работают на АМ каналах.  Но уже на заре развития радиосвязи проявились недостатки, и прежде всего – сильное влияние помех.

Воздействие на амплитуду несущего сигнала осуществляется в передатчике, но оно происходит и в процессе прохождения электромагнитной волны сквозь атмосферу и различные препятствия. При этом амплитуда сигнала может существенно меняться, на сигнал накладываются шумовые составляющие, проникающие сквозь фильтр приемника.

Некоторые формы помех и искажений удается исключить при приеме, но существуют принципиальные недостатки, ограничивающие сферу применения этого способа передачи.

модулированный сигнал

ЧМ сигнал: особенности и преимущества

Модулирование частоты несущего сигнала позволяет добиться более качественной передачи звука. Амплитуда ЧМ сигнала на стороне передатчика постоянна, а ее изменения при прохождении сквозь эфирное пространство не создают помех в приемнике. Амплитуда ЧМ сигнала в приемнике ограничивается, при этом принимаемый сигнал воспроизводится бес искажений. Именно частота модулированного сигнала является носителем информации:

Wчм(t)=W+kS(t)

Wчм(t) – частота модулированного сигнала

W – несущая частота

S(t) – информационный сигнал

Л – коэффициент пропорциональности

Таким образом, частота передаваемого сигнала несет информацию как о частоте, так и об амплитуде информационного сигнала.

Техническая реализация ЧМ передачи была разработана несколько позже, чем прием-передача амплитудомодулированного сигнала. В настоящее время модуляция частоты используется в радиовещании, но постепенно доля таких устройств снижается по сравнению с более современными системами, создаваемыми на принципах цифровой модуляции.


Для создания повышенного напряжения часто применяются повышающие трансформаторы. Работает простая закономерность: чем больше количество витков вторичной обмотки, тем выше выходное напряжение.

читать далее

Правило буравчика предназначено для того, чтобы определять направление движения магнитных полей или линий магнитной индукции в пространстве вокруг реального прямолинейного проводника с током.

читать далее

Радиоволной называется электромагнитное излучение, длины волн которого варьируются от 5*10^-5 до 10^10 метров.

читать далее