Modulazzjoni tal-Amplitudni fl-RF: Teorija, Dominju tal-Ħin, Dominju tal-Frekwenza

"Frekwenza tar-radju (RF) hija r-rata ta 'oxxillazzjoni ta' kurrent elettriku jew vultaġġ alternattiv jew ta 'kamp manjetiku, elettriku jew elettromanjetiku jew sistema mekkanika fil-medda ta' frekwenzi minn madwar 20 kHz sa madwar 300 GHz. ----- FMUSER"

kontenut

● Modulazzjoni tal-Frekwenza tar-Radju
● Il-Matematika
● Id-Dominju tal-Ħin

● Id-Dominju tal-Frekwenza
● Frekwenzi Negattivi

● sommarju

Modulazzjoni tal-Frekwenza tar-Radju
Tgħallem dwar l-iktar mod sempliċi ta 'kodifikazzjoni ta' informazzjoni f'forma ta 'mewġ ta' trasportatur.

Rajna li l-modulazzjoni RF hija sempliċement il-modifika intenzjonali ta 'l-amplitudni, il-frekwenza, jew il-fażi ta' sinjal tat-trasportatur sinusojdali. Din il-modifika ssir skond skema speċifika li hija implimentata mit-trasmettitur u mifhuma mir-riċevitur. Il-modulazzjoni tal-amplitudni - li naturalment hija l-oriġini tat-terminu “radju AM” - tvarja mill-amplitudni tat-trasportatur skont il-valur istantanju tas-sinjal tal-banda bażi.

Il-Matematika
Ir-relazzjoni matematika għall-modulazzjoni tal-amplitudni hija sempliċi u intuwittiva: immoltiplika t-trasportatur bis-sinjal tal-banda bażi. Il-frekwenza tat-trasportatur innifisha ma tinbidilx, iżda l-amplitudni tvarja kontinwament skont il-valur tal-baseband. (Madankollu, kif se naraw aktar tard, il-varjazzjonijiet ta 'amplitudni jintroduċu karatteristiċi ta' frekwenza ġodda.) Id-dettall wieħed sottili hawn huwa l-bżonn li jċaqlaq is-sinjal tal-bandband; iddiskutejna dan fil-paġna ta ’qabel. Jekk ikollna forma ta ’mewġa ta’ bażi li tvarja bejn –1 u +1, ir-relazzjoni matematika tista ’tiġi espressa kif ġej:

Ara Ukoll: >>X'inhi d-Differenza Bejn AM u FM Radio?

fejn xAM huwa l-forma ta 'mewġ modulata fl-amplitudni, xC huwa t-trasportatur, u xBB huwa s-sinjal tal-banda bażi. Nistgħu nagħmlu dan il-pass iktar jekk nikkunsidraw it-trasportatur bħala sinusojdi ta 'frekwenza fissa ta' amplitudni kostanti. Jekk nassumu li l-amplitudni tat-trasportatur hija 1, nistgħu nissostitwixxu xC bid-dnub (ωCt).

S'issa tant tajjeb, iżda hemm problema waħda ma 'din ir-relazzjoni: m'għandek l-ebda kontroll fuq l-"intensità" tal-modulazzjoni. Fi kliem ieħor, ir-relazzjoni baseband-bidla-għal-trasportatur-amplitudni-bidla hija fissa. 

Ma nistgħux, pereżempju, tiddisinja s-sistema b'mod li bidla żgħira fil-valur tal-baseband toħloq bidla kbira fl-amplitudni tat-trasportatur. Biex nindirizzaw din il-limitazzjoni, nintroduċu m, magħruf bħala l-indiċi tal-modulazzjoni.

Ara Ukoll: >>Kif Elimina Istorbju fuq AM u FM Receiver 

Issa, billi nvarjaw m nistgħu nikkontrollaw l-intensità tal-effett tas-sinjal tal-baseband fuq l-amplitudni tat-trasportatur. Avviż, madankollu, li m huwa mmultiplikat bis-sinjal tal-baseband oriġinali, u mhux il-faxxa bażi. 

Għalhekk, jekk xBB jestendi minn –1 sa +1, kwalunkwe valur ta 'm akbar minn 1 jikkawża li (1 + mxBB) jiġi estiż fil-porzjon negattiv tal-assi y - iżda dan huwa eżattament dak li aħna nippruvaw nevitaw billi naqilbu hija 'l fuq fl-ewwel post. Ftakar, jekk jintuża indiċi ta 'modulazzjoni, is-sinjal għandu jinbidel ibbażat fuq l-amplitudni massima ta' mxBB, mhux xBB.

Id-Dominju tal-Ħin
Ħarisna lejn il-forom ta 'ħin tad-dominju AM fil-paġna ta' qabel. Hawn kien il-plott finali (baseband bl-aħmar, forma tal-mewġ AM bl-ikħal):

Issa ejja nħarsu lejn l-effett tal-indiċi tal-modulazzjoni. Hawn hu pjan simili, din id-darba qalbu s-sinjal tal-baseband billi żid 3 minflok 1 (il-firxa oriġinali għadha –1 sa +1).

Issa se ninkorporaw indiċi ta 'modulazzjoni. Il-plott li ġej huwa bi m = 3.

L-amplitudni tat-trasportatur issa hija “iktar sensittiva” għall-valur li jvarja tas-sinjal tal-bandband. Il-faxxa bażi mċaqalqa ma tidħolx fil-porzjon negattiv tal-assi y għax għażilt l-offset DC skont l-indiċi tal-modulazzjoni.

Tista 'tkun mintix dwar xi ħaġa: Kif nistgħu nagħżlu l-offset DC korrett mingħajr ma nkunu nafu l-karatteristiċi eżatti tal-amplitudni tas-sinjal tal-baseband? Fi kliem ieħor, kif nistgħu niżguraw li l-swing negattiv tal-forma tal-mewġa tal-bażi jestendi eżattament għal żero? 

Tweġiba: M'għandekx għalfejn. Iż-żewġ pjanijiet preċedenti huma ugwalment validi f'forma ta 'mewġ AM; is-sinjal tal-faxxa bażi huwa trasferit lealment fiż-żewġ każijiet. Kull tpaċija DC li tibqa 'wara d-demodulazzjoni titneħħa faċilment minn kapaċitur ta' serje. (Il-kapitolu li jmiss se jkopri d-demodulazzjoni.)

Ara Ukoll: >>X'inhi d-differenza bejn AM u FM?

Id-Dominju tal-Frekwenza
Kif iddiskutejna qabel, l-iżvilupp tar-RF jagħmel użu estensiv ta 'analiżi tad-dominju tal-frekwenza. Nistgħu jispezzjonaw u nevalwaw sinjal modulat fil-ħajja reali billi nkejluh bl-analizzatur tal-ispettru, iżda dan ifisser li għandna bżonn inkunu nafu kif għandu jidher l-ispettru

Nibdew bir-rappreżentazzjoni tad-dominju tal-frekwenza ta 'sinjal ta' trasportatur:

Dan huwa eżattament dak li nistennew għat-trasportatur mhux immodulat: spike wieħed f'10 MHz. Issa ejja nħarsu lejn l-ispettru ta 'sinjal maħluq mill-amplitudni li jimmodula t-trasportatur bi frekwenza kostanti ta' 1 MHz sinusoid.

Hawnhekk tara l-karatteristiċi standard ta 'forma ta' mewġ modulata fl-amplitudni: is-sinjal tal-faxxa bażi nbidel skond il-frekwenza tat-trasportatur. 

Ara Ukoll: >>RF Iffiltra Basics Tutorial 

Tista 'taħseb ukoll bħala li "żżid" il-frekwenzi tal-banda bażi mas-sinjal tat-trasportatur, li huwa tabilħaqq dak li qed nagħmlu meta nużaw modulazzjoni ta' amplitudni - il-frekwenza tat-trasportatur tibqa ', kif tista' tara fil-forom tal-mewġ tad-dominju tal-ħin, imma l- varjazzjonijiet ta 'amplitudni jikkostitwixxu kontenut ta' frekwenza ġdid li jikkorrispondi għall-karatteristiċi spettrali tas-sinjal tal-faxxa bażi.

Jekk inħarsu aktar mill-qrib lejn l-ispettru modulat, nistgħu naraw li ż-żewġ quċċati l-ġodda huma 1 MHz (jiġifieri, il-frekwenza tal-banda bażi) 'il fuq u 1 MHz taħt il-frekwenza tat-trasportatur:

(Fil-każ li tistaqsi, l-asimetrija hija artifact tal-proċess ta 'kalkolu; dawn il-biċċiet ġew iġġenerati bl-użu ta' dejta reali, b'riżoluzzjoni limitata. Spectrum idealizzat ikun simmetriku.)

>>Lura għall-quċċata

Frekwenzi Negattivi
Fil-qosor, allura, il-modulazzjoni tal-amplitudni tittraduċi l-ispettru tal-banda bażi għal medda ta 'frekwenza ċċentrata madwar il-frekwenza tat-trasportatur. Hemm xi ħaġa li rridu nispjegaw, għalkemm: Għaliex hemm żewġ qċaċet - waħda fil-frekwenza tat-trasportatur flimkien mal-frekwenza tal-banda bażi, u oħra fil-frekwenza tat-trasportatur bit-tnaqqis tal-frekwenza tal-baseband? 

It-tweġiba ssir ċara jekk sempliċement niftakru li spettru ta 'Fourier huwa simmetriku fir-rigward tal-assi y; avolja ħafna drabi aħna biss nuru l-frekwenzi pożittivi, il-porzjon negattiv tal-assi x fih frekwenzi negattivi korrispondenti. 

Dawn il-frekwenzi negattivi huma faċilment injorati meta nittrattaw l-ispettru oriġinali, iżda huwa essenzjali li ninkludu l-frekwenzi negattivi meta nkunu nqallbu l-ispettru.

Id-dijagramma li ġejja għandha tiċċara din is-sitwazzjoni.

Kif tistgħu taraw, l-ispettru tal-banda bażi u l-ispettru tat-trasportatur huma simmetriċi fir-rigward tal-assi y. Għas-sinjal tal-faxxa bażi, dan jirriżulta fi spettru li jestendi kontinwament mill-porzjon pożittiv tal-assi x għall-porzjon negattiv; għat-trasportatur, aħna sempliċement għandna żewġ spikes, wieħed f'+ ωC u wieħed f'–ωC. U l-ispettru AM huwa, għal darb'oħra, simetriku: l-ispettru tal-banda bażi tradotta jidher fil-porzjon pożittiv u l-porzjon negattiv tal-assi x.

>>Lura għalp

U hawn ħaġa oħra li wieħed għandu jżomm f'moħħu: il-modulazzjoni tal-amplitudni tikkawża li l-wisa 'tal-banda tiżdied b'fattur ta' 2. Aħna nkejlu l-wisa 'tal-frekwenza billi nużaw biss il-frekwenzi pożittivi, u għalhekk il-wisa' tal-bandband hija sempliċement BWBB (ara d-dijagramma hawn taħt). Iżda wara li tittraduċi l-ispettru kollu (frekwenzi pożittivi u negattivi), il-frekwenzi oriġinali kollha jsiru pożittivi, tali li l-wisa 'tal-frekwenza modulata hija 2BWBB.

sommarju
* Il-modulazzjoni tal-amplitudni tikkorrispondi għall-immultiplikar tat-trasportatur bis-sinjal tal-banda bażi mċaqlaq.

* L-indiċi tal-modulazzjoni jista 'jintuża biex jagħmel l-amplitudni tat-trasportatur aktar (jew anqas) sensittiva għall-varjazzjonijiet fil-valur tas-sinjal tal-bandband.

* Fid-dominju tal-frekwenza, il-modulazzjoni tal-amplitudni tikkorrispondi għat-traduzzjoni tal-ispettru tal-banda bażi għal faxxa li tdawwar il-frekwenza tat-trasportatur.

* Minħabba li l-ispettru tal-banda bażi huwa simmetriku fir-rigward tal-assi y, din it-traduzzjoni tal-frekwenza tirriżulta f'żieda tal-fattur ta '2 fil-wisa' tal-banda.

>>Lura għalp

Ħalli messaġġ 

Lista messaġġ