Амплитудная модуляцiя. Спектры ам сигналов

ЛЕКЦИИ 4, 5. АМПЛИТУДНАЯ МОДУЛЯЦІЯ. СПЕКТРЫ АМ СИГНАЛОВ

Модуляцией называется физический процесс управления одним или несколькими параметрами вспомогательного (несущего) ВЧ колебания по закону передаваемого сообщения b(t). Техническое устройство, осуществляющее модуляцию высокочастотных сигналов, называемся модулятором.

Модуляцией называется процесс изменения одного из параметров ВЧ сигнала (его амплитуды, частоты или фазы) в соответствии с передаваемым сообщением. Целью процесса модуляции является перенос информационного спектра сигнала сообщения на ВЧ сигнал несущей частоты, который сам по себе никакой информации не несёт. Результатом модуляции является появление ВЧ составляющих спектра, содержащих информацию сообщения.

Обратный процесс извлечения сигнала сообщения b(t) из высокочастотных модулированных колебаний называется демодуляцией (или детектированием)

В качестве несущего сигнала в канале связи чаще всего используется простое гармоническое колебание, которое можно записать в виде

S (t) = Um cos(ω ⋅ t + ϕ ) = Um cosθ (t),        (1)

где Um – амплитуда; ω - круговая частота; ϕ – фаза; a θ (t) = ω ⋅ t + ϕ

— полный

угол (фаза) колебания в момент времени t. Они могут быть постоянными или медленно меняющимися величинами.

Из аналоговых видов модуляции гармонических колебаний различают амплитудную (изменяется Um) и угловую (изменяется θ(t)). Угловая модуляция в свою очередь делится на фазовую (изменяется фаза ϕ) и частотную (изменяется частота ω).

Амплитудная модуляция

При        амплитудной        модуляции        (AM)        в        ВЧ        гармоническом        колебании

uАМ (t) = U (t) cos(ω0t + ϕ0 ) частота ω0        и фаза ϕ0 - постоянные, а амплитуда

U (t) = Um [1 + M ⋅ b(t)] изменяется        по        закону        модулирующего        сигнала        b(t)

вокруг среднего значения несущего колебания Um. Здесь М — коэффициент модуляции. График АМК приведен на рис. 1. Напряжение U(t) называется

огибающей гармонического заполнения

cos(ω0t + ϕ0 ) . Огибающая  изменяется

во времени значительно медленнее, чем высокочастотное заполнение.

[pic 1]

Рис.1. Амплитудно модулированное колебание

Уравнение амплитудно-модулированного колебания (АМК)

uАМ (t) = Um ⋅ [1 + M ⋅ b(t)]cos(ω0t + ϕ0 )

(2)

Величина М характеризует степень влияния сигнала сообщения b(t) на

несущее колебание s(t)