AM

A HamWiki wikiből

Az amplitúdómoduláció (AM) során a hasznos jel a vivőfrekvencia amplitúdóját változtatja. Ezt a modulációs eljárást eterjedten alkalmazzák a műsorszóró állomások a hosszú-, közép- és rövidhullámú tartományban, valamint a légiforgalmi irányításban. Rádióamatőr célokra napjainkban alig használják, a fónia kommunikációban a '60-as években szorította ki a hatékonyabb SSB.

Tekintettel azonban arra, hogy ez volt a legelső hangátvitelre alkalmas rádiófrekvenciás moduláció, érdemes vele megismerkednünk.

Az AM előnye, hogy viszonylag egyszerűen előállítható és még egyszerűbben demodulálható. Hátránya viszont, hogy ugyanolyan hangminőség eléréséhez nagyobb kisugárzott teljesítményt igényel, mint az SSB.

A jel időbeli alakja

Amennyiben egy AM jelet oszcilloszkóp segítségével megtekintünk, akkor az alábbi ábrához hasonlót láthatunk:

Gnuplot Plot

Mint az ábrából látható, a vivőfrekvencia (piros vonal) pillanatnyi amplitudóját a moduláló(hangfrekvenciás) jel pillanatnyi amplitudója (zöld vonal) változtatja. Képlettel kifejezve: [math] U(t) = U_{\rm vivo}(t) \cdot (1 - m U_{\rm mod}(t)). [/math] Az m paramétert modulációs indexnek nevezzük.

A jel frekvenciatartománybeli alakja

A fenti jelet, amennyiben a frekvenciabeli eloszlását vizsgáljuk például egy spektrumanalizátorral, akkor a következő ábrához hasonlót láthatunk:

Gnuplot Plot


Az ábrán látható egy esetünkben 60 %-os amplitudójú vivő, és a modulációként használt egyetlen színusz jel miatt csak egyetlen bal és egyetlen jobb oldali diszkrét spektrumvonal látható. A valóságban beszédátvitel esetén a vivőfrekvenciától lefelé és felfelé is a hangfrekvenciás jel frekvenciaösszetevőinek megfelelően fog a spektrumkép alakulni (alsó és felső oldalsávok). Ezért az AM jel sávszélességigénye 2-szerese a legnagyobb moduláló frekvenciakomponensnek.

A hosszú- és középhullámú rádió műsorsugárzásnál 9 kHz-enként vannak kiosztva a csatornák, a rövidhullámú sávban 10 kHz-enként. Ez azt is jelenti, hogy az ezekben a sávokban üzemelő AM adók 4,5 kHz felett nem viszik át a hangot.

Az amplitúdó modulált jel előállítása (modulátor)

Az AM jelet analóg szorzóáramkörrel szorozzák össze a vivőfrekvenciával.

Az amplitúdó modulált jel demodulálása

Az AM jel demodulálása többféleképpen történhet:

  • Csúcsegyenirányítással. Ilyenek voltak a kristálydetektoros készülékek.
  • Szorzódemodulátorral, melynek alapelve az, hogy ha ezt a jelet megszorozzuk a vivőfrekvenciával, akkor a vivőfrekvencia 0 Hz-re keveredik, amit azután egy felüláteresztő szűrővel elnyomunk, így hozzájutunk a moduláló jelhez. A vivőfrekvencia a legnagyobb amplítudójú összetevője az AM jelnek, így a lekeveréshez szükséges pontos keverőfrekvencia könnyen meghatározható.
  • A DSP-kben megvalósított demodulátorok szintén ilyen szinkron szorzódemodulátort használnak.
  • AM demodulátorok

Az AM és a digitális világ kapcsolata

Az azonos frekvenciájú amplitúdómodulált jeleket amennyiben a vivőfrekvenciájukon túlmenően a fázisszögüket is ismerjük, fel lehet bontani egy 0 fokos és egy ettől teljesen független 90 fokos összetevőre. Ezt a módszert analóg technikában a színes televíziók színsegédvivőjének frekvenciatakarékos továbbításánál használták, továbbá a digitális adatátvitelnél jut a színuszos és koszínuszos összetevőknek nagy szerep (PSK, QAM, stb. modulációknál).