„AM” változatai közötti eltérés

Innen: HamWiki
Ugrás a navigációhoz Ugrás a kereséshez
 
(20 közbenső módosítás, amit 4 másik szerkesztő végzett, nincs mutatva)
1. sor: 1. sor:
Az amplitúdómoduláció rádióamatőr célokra nem jelentős, azonban tekintettel arra, hogy ez volt a legelső hangátvitelre alkalmas rádiófrekvenciás moduláció, amely a közép- és rövidhullámű műsorszórásban továbbá a légiirányítás terén a mai napig nagy jelentőséggel bír, ezért érdemes ezzel a modulációval megismerkednünk.
+
Az '''amplitúdómoduláció''' (AM) során a hasznos jel a vivőfrekvencia
 +
amplitúdóját változtatja. Ezt a modulációs eljárást eterjedten
 +
alkalmazzák a [[műsorszóró állomás]]ok a [[hosszúhullám|hosszú]]-, [[középhullám|közép]]- és [[rövidhullám]]ú 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 [[AM modulátorok|előállítható]] és még egyszerűbben [[AM demodulátorok|demodulálható]]. Hátránya viszont, hogy ugyanolyan hangminőség eléréséhez nagyobb
 +
kisugárzott teljesítményt igényel, mint az [[SSB]].
  
 
== A jel időbeli alakja ==
 
== A jel időbeli alakja ==
  
Amennyiben egy AM jelet oszcilloszkóp segítségével megtekintünk, akkor az alábbi ábrához hasonlót láthatunk: [[Kép:AM_szkop.png]]
+
Amennyiben egy AM jelet oszcilloszkóp segítségével megtekintünk, akkor az alábbi ábrához hasonlót láthatunk: <!-- [[Kép:AM_szkop.png]] -->
 +
<gnuplot>
 +
  set output 'AM_jelalak.png'
 +
  set grid
 +
  set size 1, 0.5
 +
  set yrange [-100:100]
 +
  set xrange [0:1000]
 +
  set xlabel "t"
 +
  set ylabel "U(t)"
 +
  unset key
 +
  set samples 1001
 +
  plot 100*sin(x/2)*(1-0.2*(1+sin(x/50))),-30*sin(x/50)
 +
</gnuplot>
  
Mint az ábrából látható, a vivőfrekvencia pillanatnyi amplitudója össze van szorozva a moduláló (hangfrekvenciás) jel pillanatnyi amplitudójával.
+
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 jel frekvenciatartománybeli alakja ==
  
A fenti jelet, amennyiben a frekvenciabeli eloszlását vizsgáljuk például egy spektrumanalizátorral, akkor a következő ábrához hasonlót láthatunk: [[Kép:AM_fft.png]]
+
A fenti jelet, amennyiben a frekvenciabeli eloszlását vizsgáljuk például egy spektrumanalizátorral, akkor a következő ábrához hasonlót láthatunk: <!-- [[Kép:AM_fft.png]] -->
 +
<gnuplot>
 +
  set output 'AM_spektrum.png'
 +
  set grid
 +
  set size 1, 0.5
 +
  set yrange [0:1.4]
 +
  set xrange [0:140]
 +
  set xlabel "frekvencia"
 +
  set ylabel "amplitudo"
 +
  unset key
 +
  set label 1 "Fmod" at 20,0.5
 +
  set label 2 "F0" at 100,1.3
 +
  set label 3 "F0-Fmod" at 80,0.7
 +
  set label 4 "F0+Fmod" at 120,0.7
 +
  set samples 1001
 +
#  g(x,a) = exp(-(x-a)*(x-a))
 +
  plot 0.5*exp(-(x-80)*(x-80)),1.1*exp(-(x-100)*(x-100))+0.5*exp(-(x-120)*(x-120)) w li 1,0.3*exp(-(x-20)*(x-20)) w li 2
 +
</gnuplot>
  
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. 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 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 [[hosszúhullám|hosszú]]- és [[középhullám]]ú rádió műsorsugárzásnál 9 kHz-enként vannak kiosztva a csatornák, a [[rövidhullám]]ú 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 amplitúdó modulált jel előállítása (modulátor) ==
25. sor: 68. sor:
 
* Csúcsegyenirányítással. Ilyenek voltak a kristálydetektoros készülékek.
 
* 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.
 
* 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.
+
* 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).
  
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 (QPSK, 8PSK, QAM-16, QAM-64, stb. modulációknál).
+
[[Kategória:Műsorszórási technikák]]

A lap jelenlegi, 2006. október 6., 14:23-kori változata

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).