Modulovaná amplitúda

Aká je modulovaná amplitúda?

Ten modulovaná amplitúda AM (Amplitúda modulácie) Je to technika prenosu signálu, v ktorej sínusová elektromagnetická vlna_c, zodpovedný za prenos frekvenčnej správy f_siež << f_c, mení sa (to znamená, moduluje) jeho amplitúdu podľa amplitúdy signálu.

Oba signály cestujú ako jeden, celkový signál (AM signál), ktorá kombinuje oboje: nosná vlna (Nosič) a vlna (signalizácia), ktorá obsahuje správu, ako je to znázornené na nasledujúcom obrázku:

Amplitúdová modulácia. Zdroj: Wikimedia Commons.

Je potrebné poznamenať, že informačné cesty obsiahnuté spôsobom, ktorý obklopuje signál AM, ktorý sa nazýva obálka.

Prostredníctvom tejto techniky sa môže signál prenášať na veľké vzdialenosti, a preto je tento typ modulácie široko používaný v komerčnom rádiu a občianskom pásme, hoci postup sa dá vykonávať s akýmkoľvek typom signálu.

Na získanie informácií je potrebný prijímač, v ktorom sa proces nazýva demodulácia detektorom obálky.

Detektor obálky nie je nič iné ako veľmi jednoduchý obvod, ktorý sa nazýva usmerňovač. Tento postup je jednoduchý a ekonomický, ale v procese prenosu sa vždy vyskytujú straty energie.

Ako funguje modulovaná amplitúda?

Na prenos správy vedľa signálu nosiča nestačí jednoducho pridať oba signály.

Je to nelineárny proces, v ktorom sa prenos vyššie opísaného vyššieho vynásobenia správy správy pomocou nosného signálu, obidve cosenoidálne. A výsledkom pridania signálu nosiča.

Matematická forma, ktorá vyplýva z tohto postupu, je premenlivý signál v čase E (t), ktorého forma je:

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

Kde amplitúda a_c Je to amplitúda nosiča a m Je to modulačný index, ktorý dal:

Môže vám slúžiť: priemerná uhlová rýchlosť: definícia a vzorce, vyriešené cvičenia

m = amplitúda správy / amplitúda nosiča = e_siež / E_c

Teda: A_siež = m.A_c

Amplitúda správy je preto v porovnaní s amplitúdou nosiča malá, preto:

m <1

Inak by signalizácia AMM nemala presnú formu správy, ktorá sa má prenášať. Rovnica pre m Dá sa vyjadriť ako Percento modulácie:

m_% = (E_siež / E_c) X 100%

Vieme, že sine a cosenoidálne signály sa vyznačujú tým, že majú určitú frekvenciu a vlnovú dĺžku.

Ak je signál modulovaný, prenesie sa jeho frekvenčné rozdelenie (spektrum), ktoré zaberá určitú oblasť okolo nosnej frekvencie F_c (To sa počas procesu modulácie vôbec nezmení), nazývané šírka pásma.

Ako elektromagnetické vlny, jej rýchlosť vo vákuu je rýchlosť svetla, ktorá súvisí s vlnovou dĺžkou a frekvenciou podľa:

C = λ.F

Týmto spôsobom sa informácie, ktoré sa majú prenášať z rozhlasovej stanice, veľmi rýchlo cestuje do prijímačov.

Rádiové prenosy

Rozhlasová stanica musí transformovať slová a hudbu, všetky zvukové znaky, na elektrický signál s rovnakou frekvenciou, napríklad mikrofónmi.

Tento elektrický signál sa nazýva Auditívna frekvenčná značka, Pretože je v rozsahu 20 až 20.000 Hz, čo je počuteľné spektrum (frekvencie, ktoré ľudia počujú).

Mnoho rozhlasových staníc vysiela na AM

Tento signál musí byť amplifikovaný elektronicky. V počiatočných štádiách rádiu sa uskutočňovalo s vákuovými trubicami, ktoré boli následne nahradené tranzistormi, oveľa efektívnejšie.

Potom je zosilnený signál kombinovaný so signálom Radiálna frekvencia Fr cez AM modulátorové obvody, To má za následok špecifickú frekvenciu pre každú rozhlasovú stanicu. Toto je frekvencia nosiča f_c spomenuté vyššie.

Môžete vám slúžiť: Newtonov druhý zákon: Aplikácie, experimenty a cvičenia

Frekvencia rádiových staníc AM je medzi 530 Hz a 1600 Hz, ale stanice, ktoré používajú modulovanú frekvenciu alebo FM, majú viac frekvenčných nosičov: 88-108 MHz.

Ďalším krokom je opäť zosilnenie kombinovaného signálu a vyslať ho do antény, ktorá sa má vydať ako rádiová vlna. Týmto spôsobom sa môžete šíriť cez priestor, až kým nedosiahnete receptory.

Recepcia signálu

Rádiový prijímač má anténu na zachytenie elektromagnetických vĺn zo stanice.

Anténa pozostáva z vodivého materiálu, ktorý má zase voľné elektróny. Elektromagnetické pole vyvíja pevnosť na týchto elektronoch, ktoré okamžite vibrujú na rovnakej frekvencii vĺn a vytvára elektrický prúd.

Ďalšou možnosťou je, že prijímajúca anténa obsahuje drôtené cievky a elektromagnetické pole rádiových vĺn indukuje elektrický prúd. V každom prípade tento prúd obsahuje informácie, ktoré pochádzajú zo všetkých zachytených rozhlasových staníc.

Nasleduje teraz, že rádiový prijímač je schopný rozlíšiť každú rozhlasovú stanicu, tj naladiť to, čo je preferované.

Nalaďte sa v rádiu a počúvajte hudbu

Vyberte si medzi rôznymi signálmi, ktoré sa dosahuje rezonančným LC obvodom alebo oscilátorom LC. Toto je veľmi jednoduchý obvod, ktorý obsahuje premenné L a kondenzátor C nastavené v sérii.

Na vyladenie rádiovej stanice sa hodnoty L a C upravia tak, aby rezonančná frekvencia obvodu sa zhodovala s frekvenciou signálu na naladenie, čo nie je nič iné ako nosná frekvencia rádiovej stanice: F_c.

Akonáhle je stanica naladená, okruh vstúpi do akcie demododátor ktoré sa spomenuli na začiatku. Je to ten, ktorý je zodpovedný za dešifrovanie, tak povedané, správa vydaná rozhlasovou stanicou. Dostane ho oddelením nosného signálu a signálu správy pomocou diódy a obvodu RC s názvom filter.

Na ľavom obvode oscilátora LC. Vpravo obvod demodulátora. Zdroj: f. Zapata.

Už oddelený signál siaha späť prostredníctvom procesu zosilnenia a odtiaľ ide k reproduktorom alebo slúchadlám, aby sme ho mohli počúvať.

Môže ti slúžiť: mesiac

Tento proces je tu opísaný široko, pretože v skutočnosti existuje viac etáp a je oveľa zložitejší. Ale dáva nám dobrú predstavu o tom, ako sa stane modulácia amplitúdy a ako sa dosahuje do uší prijímača.

Vyriešený príklad

Vlna nosiča má amplitúdu A_c = 2 V (RMS) a frekvencia F_c = 1.5 MHz. Je modulovaný frekvenčným signálom FS = 500 Hz a amplitúda A_siež = 1 V (Rms). Aká je rovnica signálu AM?

Riešenie

Vhodný hodnoty sa nahradia v rovnici modulovaného signálu:

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

Je však dôležité poznamenať, že rovnica obsahuje špičkové amplitúdy, ktoré sú v tomto prípade napätia. Preto je potrebné odovzdať RMS do špičkového napätia vynásobenia √2:

A_c = √2 x 2 v = 2.83 V; A_siež = √2 x 1 v = 1.41 V

m = 1.41/2.83 = 0.5

E (t) = 2.83 [(1 + 0.5CO (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)

Odkazy

1. Negramotný. Modulačné systémy. Zdroj: illastecnicos.slepo.
2. Giancoli, D.  2006. Fyzika: Princípy s aplikáciami. 6^th. Ed Prentice Hall.
3. Quesada, f. Komunikačné laboratórium. Amplitúdová modulácia. Získané z: OCW.podbradník.Zvýšený.je.
4. Santa Cruz, alebo. Prenos amplitúdy. Uzdravené z: učitelia.Frc.Utn.Edu.ar.
5. Serway, r., Jewett, J. (2008). Fyzika pre vedu a inžinierstvo. Zväzok 2. 7^mamička. Edimatizovať. Učenie sa.
6. Nosná vlna. Obnovené z: je.Wikipedia.orgán.