Modulierte Amplitude

Was ist die modulierte Amplitude??

Der Modulierte Amplitude BIN (Modulationsamplitude) Es ist eine Signalübertragungstechnik, bei der eine sinusförmige elektromagnetische Welle_C, verantwortlich für die Übertragung einer Frequenznachricht f_S << f_C, variiert (dh moduliert) seine Amplitude gemäß der Amplitude des Signals.

Beide Signale reisen wie eins, ein totales Signal (AM Signal) Das kombiniert beide: die Trägerwelle (Trägersignal) und die Welle (Signalinformationen) Das enthält die Nachricht, wie in der folgenden Abbildung gezeigt:

Amplitudenmodulation. Quelle: Wikimedia Commons.

Es wird angemerkt, dass die Informationsreisen in der Art und Weise, die das AM -Signal umgibt, das genannt wird umhüllt.

Durch diese Technik kann ein Signal für große Entfernungen übertragen werden, daher wird diese Art der Modulation von kommerziellem Radio und dem Zivilband häufig verwendet, obwohl das Verfahren mit jeder Art von Signal durchgeführt werden kann.

Um die Informationen zu erhalten, wird ein Empfänger benötigt, in dem ein Prozess rief Demodulation durch einen Umschlagdetektor.

Der Umschlagdetektor ist kein anderer als eine sehr einfache Schaltung, genannt Gleichrichter. Das Verfahren ist einfach und wirtschaftlich, aber im Übertragungsprozess treten immer Stromverluste auf.

Wie funktioniert die modulierte Amplitude??

Um die Nachricht neben dem Trägersignal zu übertragen, reicht es nicht aus, einfach beide Signale hinzuzufügen.

Es ist ein nichtlinearer Prozess, in dem die Übertragung der oben beschriebenen Art und Weise erreicht wird. Und zum Ergebnis des Hinzufügens des Trägersignals.

Die mathematische Form, die sich aus diesem Verfahren ergibt, ist ein variables Signal in der Zeit E (T), dessen Form lautet:

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

Wo die Amplitude und_C Es ist die Amplitude des Trägers und M Es ist der Modulationsindex, gegeben von:

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M = Amplitude der Nachricht / Amplitude des Trägers = e_S / E_C

Daher: UND_S = m.UND_C

Die Amplitude der Nachricht ist im Vergleich zur Amplitude des Trägers gering: deshalb:

M <1

Andernfalls hätte die AMM -Signalisierung nicht die genaue Form der zu übertragenden Nachricht. Die Gleichung für M Es kann ausgedrückt werden als Modulationsprozentsatz:

M_% = (E_S / E_C) X 100%

Wir wissen, dass Sinus- und Cosenoid -Signale durch eine gewisse Frequenz und Wellenlänge gekennzeichnet sind.

Wenn ein Signal moduliert wird, wird seine Frequenzverteilung (Spektrum) übertragen, die einen bestimmten Bereich um die Trägerfrequenz einnimmt F_C (Das wird während des Modulationsprozesses überhaupt nicht verändert), genannt Bandbreite.

Als elektromagnetische Wellen ist die Geschwindigkeit im Vakuum die des Lichts, das mit der Wellenlänge und Frequenz zusammenhängt, um:

C = λ.F

Auf diese Weise reist die Informationen, die von einem Radiosender übertragen werden sollen, sehr schnell zu den Empfängern.

Funkübertragungen

Der Radiosender muss Wörter und Musik, alle Schallzeichen, in ein elektrisches Signal derselben Frequenz umwandeln, beispielsweise nach Mikrofonen.

Dieses elektrische Signal heißt Hörfrequenzzeichen, Weil es im Bereich von 20 bis 20 liegt.000 Hz, das hörbare Spektrum (die Frequenzen, die Menschen hören).

Viele Radiosender übertragen AM

Dieses Signal muss elektronisch verstärkt werden. In den frühen Stadien des Radios wurde es mit Vakuumröhrchen durchgeführt, die anschließend durch Transistoren ersetzt wurden, viel effizienter.

Dann wird das amplifizierte Signal mit dem Signal von kombiniert Radialfrequenz fr durch AM Modulator Schaltungen, so dass es für jeden Radiosender zu einer bestimmten Frequenz führt. Dies ist die Trägerfrequenz f_C oben erwähnt.

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Die Häufigkeit der AM-Radiosender liegt zwischen 530 Hz und 1600 Hz, aber die Stationen, die modulierte Frequenz oder FM verwenden, haben mehr Frequenzträger: 88-108 MHz.

Der nächste Schritt besteht darin, das kombinierte Signal erneut zu verstärken und an die Antenne zu senden, die als Funkwelle emittiert werden soll. Auf diese Weise können Sie sich über den Raum ausbreiten, bis Sie die Rezeptoren erreichen.

Signalempfang

Ein Funkempfänger hat eine Antenne, um die elektromagnetischen Wellen aus der Station zu fangen.

Eine Antenne besteht aus einem leitfähigen Material, das wiederum freie Elektronen hat. Das elektromagnetische Feld übt eine Stärke auf diese Elektronen aus, die sofort bei der gleichen Wellenfrequenz vibrieren und einen elektrischen Strom erzeugen.

Eine weitere Option ist, dass die Empfangsantenne eine Drahtspule enthält und das elektromagnetische Feld von Funkwellen einen elektrischen Strom induziert. In jedem Fall enthält dieser Strom die Informationen, die von allen Funkstationen stammen, die erfasst wurden.

Was nun folgt, ist, dass der Funkempfänger jeden Radiosender unterscheiden kann, das heißt, das, was bevorzugt wird.

Schalten Sie im Radio ein und hören Sie Musik

Wählen Sie zwischen den verschiedenen Signalen, wird durch einen Resonanz -LC -Schaltkreis oder einen LC -Oszillator erreicht. Dies ist eine sehr einfache Schaltung, die eine L- und Kondensator -C -Variablen in Reihe enthält.

Um den Radiosender abzustimmen, werden die L- und C -Werte eingestellt, sodass die Resonanzfrequenz der Schaltung mit der zu stimmenden Frequenz des Signals übereinstimmt, was kein anderer als die Trägerfrequenz des Radiosenders ist: F_C.

Sobald die Station eingestellt ist, wird die Schaltung in Aktion gesetzt Demodulator das erwähnte am Anfang. Es ist diejenige, die für die Entschlüsselung verantwortlich ist, sozusagen die vom Radiosender veröffentlichte Nachricht. Er bekommt es, indem er das Trägersignal und das Nachrichtensignal unter Verwendung einer Diode und einer RC -Schaltung trennen Pass-Tiefenfilter.

Auf der linken LC -Oszillatorschaltung. Auf der rechten Seite eine Demodulatorschaltung. Quelle: f. Zapata.

Das bereits getrennte Signal durchläuft einen Verstärkerprozess und geht von dort zu den Lautsprechern oder Kopfhörern, damit wir es hören können.

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Der Prozess wird hier allgemein beschrieben, weil es in Wirklichkeit mehr Stufen gibt und viel komplexer ist. Aber es gibt uns eine gute Vorstellung davon, wie die Modulation der Amplitude geschieht und wie sie die Ohren des Empfängers erreicht.

Gelöstes Beispiel

Eine Trägerwelle hat Amplitude UND_C = 2 v (RMS) und Frequenz F_C = 1.5 MHz. Wird durch ein Frequenzsignal moduliert Fs = 500 Hz und Amplitude UND_S = 1 v (RMS). Was ist die AM -Signalgleichung??

Lösung

Die entsprechenden Werte werden in der Gleichung für das modulierte Signal ersetzt:

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

Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass die Gleichung Spitzenamplituden enthält, in diesem Fall Spannungen. Daher ist es notwendig, die RMS an Spitzenspannungen zu übergeben, die sich mit √2 multiplizieren:

UND_C = √2 x 2 v = 2.83 V; UND_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 π.1.5 x 10⁶.t) = 2.83 [(1 + 0).5cos (3.14 x 10³.t)] cos (9.42 x 10⁶.T)

Verweise

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