Что такое глубина модуляции и как она определяется

Коэффициент амплитудной модуляции

Коэффицие́нт амплиту́дной модуля́ции (коэффициент АМ, устар. глубина модуляции) — основная характеристика амплитудной модуляции — отношение разности между максимальным и минимальным значениями амплитуд модулированного сигнала к сумме этих значений, выраженное в процентах . На практике часто применяют также понятия «коэффициент АМ вверх» и «коэффициент АМ вниз», означающие максимальные отклонения мгновенной амплитуды сигнала соответственно в большую и меньшую стороны от среднего значения.

Содержание

Измерения

См. также

Ссылки

Литература

Полезное

Смотреть что такое «Коэффициент амплитудной модуляции» в других словарях:

коэффициент амплитудной модуляции — Ндп. коэффициент глубины модуляции Отношение разности между максимальным и минимальным значениями амплитуд модулированного сигнала к сумме этих значений, выраженное в процентах. [ГОСТ 24375 80] Недопустимые, нерекомендуемые коэффициент глубины… … Справочник технического переводчика

коэффициент амплитудной модуляции — [IEV number 314 08 04] EN amplitude modulation factor ratio, for amplitude modulation, of half the difference of the maximum and minimum amplitudes to the mean value of the amplitude NOTE – This definition does not apply to asymmetrical… … Справочник технического переводчика

Коэффициент амплитудной модуляции — 145. Коэффициент амплитудной модуляции Ндп. Коэффициент глубины модуляции Источник: ГОСТ 24375 80: Радиосвязь. Термины и определения оригинал документа Смотри также родственные термины: 35. Коэффициент амплитудной модуляции напряжения Коэффи … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

коэффициент амплитудной модуляции — amplitudės moduliavimo faktorius statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Moduliuotojo virpesio didžiausiosios ir mažiausiosios amplitudės pusinio skirtumo ir amplitudės vidutinės vertės dalmuo. atitikmenys: angl. amplitude… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

коэффициент амплитудной модуляции — amplitudės moduliavimo faktorius statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. amplitude modulation factor vok. Amplitudenmodulationsfaktor, m; Amplitudenmodulationsgrad, m rus. коэффициент амплитудной модуляции, m pranc. taux de modulation… … Fizikos terminų žodynas

Коэффициент амплитудной модуляции — 1. Отношение разности между максимальным и минимальным значениями амплитуд модулированного сигнала к сумме этих значений, выраженное в процентах Употребляется в документе: ГОСТ 24375 80 2. Отношение разности между максимальным и минимальным… … Телекоммуникационный словарь

коэффициент амплитудной модуляции напряжения — Коэффициент, характеризующий колебания напряжения и равный отношению полуразности наибольшей и наименьшей амплитуд модулированного напряжения, взятых за определенный интервал времени, к номинальному или базовому значению напряжения. [ГОСТ 23875… … Справочник технического переводчика

Коэффициент амплитудной модуляции напряжения — 35. Коэффициент амплитудной модуляции напряжения Коэффициент, характеризующий колебания напряжения и равный отношению полуразности наибольшей и наименьшей амплитуд модулированного напряжения, взятых за определенный интервал времени, к… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

коэффициент амплитудной модуляции напряжения К_АМ — 106 коэффициент амплитудной модуляции напряжения КАМ: Коэффициент, характеризующий колебания напряжения и равный отношению полуразности наибольшей и наименьшей амплитуд модулированного напряжения, взятых за определенный интервал времени, к… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Коэффициент — (от лат. co(cum) «совместно» и лат. efficients «производящий») числовой множитель при буквенном выражении, известный множитель при той или иной степени неизвестного, или постоянный множитель при переменной величине.… … Википедия

Источник

Что такое глубина модуляции и как она определяется

Амплитудная модуляция (AM) — наиболее распространенный тип модуляции. В системе с AM амплитуда несущей изменяется в соответствии с изменением сигнала или информации (рис. 14.1). В отсутствие сигнала амплитуда несущей имеет постоянный уровень, как показано на рис. 14.1(б). При модуляции синусоидальным сигналом амплитуда несущей увеличивается или уменьшается относительно своего немодулированного уровня по синусоидальному закону в соответствии с нарастанием или спаданием модулирующего сигнала. Чем больше амплитуда модулирующего сигнала, тем сильнее изменяется амплитуда несущей. Амплитудно-модулированная несущая (рис. 14.1(в)) имеет огибающую, в точности повторяющую форму модулирующего сигнала, и при демодуляции именно эта огибающая выделяется как полезный сигнал.

Глубина модуляции

Отношение амплитуды модулирующего сигнала к амплитуде несущей называется глубиной или коэффициентом модуляции. Она определяет меру изменения уровня несущей при модуляции. Глубина модуляции всегда выражается в процентах, и поэтому о ней говорят как о «процентной» модуляции.
Амплитуда сигнала
Глубина модуляции = ——————————— • 100%
Амплитуда несущей

(см. рис. 14.1). Например, если амплитуда сигнала равна 1 В, а амплитуда несущей — 2 В, то глубина модуляции составляет (1 В)/(2 В) • 100% = 50%. Такую глубину модуляции имеет АМ-несущая, показанная на рис. 14.1.

Рис. 14.1. Амплитудная модуляция (глубина модуляции 50%);
(а) сигнал; (б) несущая; (в) модулированная несущая.

Перемодуляция

На рис. 14.2(а) показана АМ-несущая со 100%-ной глубиной модуляции. Глубина модуляции, превышающая 100%, приводит к искажениям (рис. 14.2(б)). По этой причине глубину модуляции ограничивают. Например, при передачах радиостанции Би-би-си она ограничена величиной 80%.

Рис. 14.2. (а) Модуляция 100%; (б) перемодуляция.

Боковые частоты

Можно показать, что амплитудно-модулированная несущая состоит из трех гармонических (синусоидальных) компонент с постоянными амплитудами и разными частотами. Этими тремя компонентами являются: сама несущая и два сигнала боковых частот f1 и f2. Каждый модулирующий гармонический сигнал порождает две боковые частоты. Пусть fs – частота модулирующего сигнала и fc – частота несущей, тогда

f1 = fc – fs, f2 = fc + fs,

где f1 и f2 – так называемые нижняя боковая и верхняя боковая частоты соответственно. Например, если частота несущей равна 100 кГц, а частота сигнала — 1 кГц, то

Нижняя боковая частота f1 = 100 – 1 = 99 кГц,
Верхняя боковая частота f2 = 100 + 1 = 101 кГц.
Амплитудно-модулированная несущая, т. е. несущая вместе с двумя сигналами боковых частот, может быть представлена в виде трех вертикальных стрелок, каждая из которых соответствует одному гармоническому сигналу (рис. 14.3). То, что изображено на этом рисунке, называется частотным спектром сигнала (в данном случае частотным спектром АМ-несущей).

Рис. 14.3. Частотный спектр AM-несущей. Рис. 14.4. Боковые полосы.

Боковые полосы

Информационные сигналы почти всегда имеют сложную форму и состоят из большого числа гармонических сигналов. Поскольку каждый гармонический сигнал порождает пару боковых частот, то сложный негармонический сигнал будет порождать многочисленные боковые частоты, что приведет к образованию двух полос частот по обе стороны от несущей (рис. 14.4). Это так называемые боковые полосы частот. Область частот между наибольшей верхней боковой частотой f2 и наименьшей верхней боковой частотой f4 называют верхней боковой полосой (ВБП). Аналогично область частот между наибольшей нижней боковой частотой f3 и наименьшей нижней боковой частотой f1 называют нижней боковой полосой (НБП).
Эти две боковые полосы расположены симметрично относительно несущей, и каждая из них содержит одну и ту же информацию. Несущая не несет никакой информации. Всю информацию несут боковые частоты.
При модуляции одиночным гармоническим сигналом принимается, что верхняя и нижняя боковые полосы простираются от несущей до верхней и нижней боковых частот соответственно (рис. 14.5).

Пример 1

Несущая с частотой 100 кГц промодулирована по амплитуде сигналом, занимающим полосу частот 400-3400 Гц. Определите ширину боковых полос.

Решение

Частота 400 Гц, самая низкая в спектре сигнала, порождает еще две боковые частоты:

Ширина полосы частот

Другими словами, в данном случае ширина полосы частот, занимаемой амплитудно-модулированной несущей, равна удвоенной частоте модулирующего сигнала.
В случае передачи сложного сигнала ширина полосы частот, занимаемой АМ-системой передачи информации, равна удвоенной наивысшей частоте в спектре модулирующего сигнала и, таким образом, включает в себя все боковые частоты.

Одно- и двухполосная передача

Поскольку одна боковая полоса содержит столько же информации, сколько и другая, передачу можно осуществлять с использованием только одной боковой полосы, и при этом не будет никакой потери информации. При однополосной передаче (SSB — по связной терминологии) одна из боковых полос — или нижняя, или верхняя — подавляется и передается только одна оставшаяся боковая полоса. При двухполосной (DSB) передаче передаются обе боковые полосы.
Однополосная передача занимает лишь половину той полосы частот, которая используется при двухполосной передаче, и по этой причине она применяется в телефонии и радиосвязи. При однополосной передаче в заданном диапазоне частот несущей можно расположить вдвое большее число информационных каналов, чем при двухполосной передаче. В силу простоты двухполосная передача используется всеми радиовещательными системами с AM. Поэтому, когда речь идет о связи с использованием AM, обычно имеется в виду двухполосная передача, если не оговорено обратное.

Пример 2

Несущая промодулирована по амплитуде периодическим сигналом в виде меандра с частотой 100 Гц. Пренебрегая гармониками выше пятой, установите ширину полосы частот, необходимую а) для DSB (двухполосной)-передачи и б) для SSB (однополосной)-передачи.

Решение

Сигнал в виде меандра с частотой 100 Гц содержит следующие гармоники:

основную гармонику =100 Гц,
гармонику 3-го порядка = 3 • 100 = 300 Гц,
гармонику 5-го порядка = 5 • 100 = 500 Гц.

Гармониками более высокого порядка пренебрегаем. Таким образом, в обрезанном спектре модулирующего сигнала максимальная частота fмакс = 500 Гц.
Ширина полосы для DSB-передачи = 2 • fмакс = 2•500 = 1000 Гц.
Ширина полосы для SSB-передачи = DSB/2 = 1000/2 = 500 Гц.

В этом видео рассказывается об амплитудной модуляции:

Источник

Теория радиоволн: аналоговая модуляция

Амплитудная модуляция

При амплитудной модуляции, огибающая амплитуд несущего колебания изменяется по закону, совпадающему с законом передаваемого сообщения. Частота и фаза несущего колебания при этом не меняется.

Одним из основных параметров АМ, является коэфициент модуляции(M).
Коэффициент модуляции — это отношение разности между максимальным и минимальным значениями амплитуд модулированного сигнала к сумме этих значений(%).
Проще говоря, этот коэффициент показывает, насколько сильно значение амплитуда несущего колебания в данный момент отклоняется от среднего значения.
При коэффициенте модуляции больше 1, возникает эффект перемодуляции, в результате чего происходит искажение сигнала.

Данный спектр свойственен для модулирующего колебания постоянной частоты.

На графике, по оси Х представлена частота, по оси У — амплитуда.
Для АМ, кроме амплитуды основной частоты, находящейся в центре, представлены также значения амплитуд справа и слева от частоты несущей. Это так называемые левая и правая боковые полосы. Они отнесены от частоты несущей на расстояние равное частоте модуляции.
Расстояние от левой до правой боковой полосы называют ширина спектра.
В нормальном случае, при коэффициенте модуляции

Источник

Амплитудная модуляция: определение, графики, схемы, формулы

«Амплитудной модуляцией» называется изменение амплитуды несущего сигнала в соответствии с модулированным колебанием. Например, имеем высокочастотное несущее колебание (Формула) и первичный сигнал (Формула), где U0 — постоянная составляющая. Результирующий амплитудно-модулированный сигнал получим на основе перемножения несущего колебания и первичного сигнала:

Пусть x(t) является гармоническим колебанием с частотой Ω, т.е. х(t) = XcosΩt. Тогда (Формула). Здесь x(t) — медленно меняющаяся во времени функция по сравнению с высокочастотным колебанием ω0, т. е. Ω — максимальное приращение амплитуды огибающей.

ВременнЫе диаграммы, иллюстрирующие процесс амплитудной модуляции тональным колебанием, показаны на рис. 4.1.

Рис. 4.1. ВременнЫе диаграммы, иллюстрирующие амплитудную модуляцию:
а — первичный сигнал; б — высокочастотное несущее колебание; в — модулированный сигнал

Коэффициентом модуляции называется отношение амплитуды (Формула) огибающей к амплитуде (Формула) несущего колебания, т. е. (Формула). Обычно 0

Раскроем данное выражение, что позволит определить спектр АМ-сигнала:

Из этого выражения видно, что АМ-колебание, спектр которого при модуляции одним гармоническим сигналом изображен на рис. 4.2, содержит три составляющие.

Из сказанного можно сделать следующие выводы.

На практике однотональные АМ-сигналы используются крайне редко. Более реален случай, когда низкочастотный модулированный сигнал имеет сложный спектральный состав:

Здесь частоты (Формула) образуют упорядоченную возрастающую последовательность (Формула), а амплитуды Хk и фазы φk — произвольные.

В этом случае для АМ-сигнала можно записать следующее аналитическое соотношение:

где (Формула) — парциальные коэффициенты модуляции, представляющие собой коэффициенты модуляции соответствующих компонентов первичного сигнала.

Рис. 4.2. Спектр колебаний при амплитудной модуляции одним низкочастотным гармоническим сигналом

Спектральное разложение производится так же, как и для однотонального АМ-сигнала:

Из этого разложения видно, что в спектре кроме несущего колебания содержатся группы верхних и нижних боковых колебаний. При этом спектр верхних боковых колебаний является копией спектра модулирующего сигнала, сдвинутой в область высоких частот на значение ω0, а спектр нижних боковых колебаний располагается зеркально относительно ω0.

Спектры исходного полосового сигнала и амплитудно-модулированного сигнала показаны на рис. 4.3.

Источник

Лекция 4. Модулированные сигналы

Передаваемая информация обычно имеет вид первичного электрического низкочастотного сигнала. Это может быть телефонный сигнал в полосе частот 0,3÷3,4 кГц, сигнал видеоизображения в полосе
50 Гц – 6 МГц, дискретный (цифровой) сигнал в форме видеоимпульсов в полосе от 0 до Fв и т. д. Все первичные сигналы имеют одну общую особенность – они низкочастотны, т. е. их спектральный состав начинается от частот, близких к постоянному току. Линии связи, как уже отмечалось в первой лекции, определяются физической средой передачи. Главные задачи системы передачи информации – передать информацию без потерь и искажений по выбранной линии связи. И в организации такой системы основная проблема – согласование линии связи с первичным электрическим сигналом. Для этого согласования используется канал, как комплекс аппаратных средств, преобразующих сигнал к виду, возможному для передачи по физической линии связи. Низкочастотные проводные (кабельные, воздушные), рельсовые и др. линии связи требуют для согласования сигнала с линией усиления, обеспечения необходимой полосы пропускания, предотвращения искажений, согласование сопротивлений и т. д. без коренного изменения формы сигнала (например, телефонные сети, громкоговорящая связь). При использовании широкополосных линий связи (например, при частотном или временном уплотнении линии радиосвязи) исходные первичные сигналы нуждаются в преобразовании к виду, удобному для передачи по реальной физической линии. Это может быть перенос спектра сигнала в другую область частот, применение дискретного представления сигналов и т. д. Очень часто эти преобразования (не изменяя передаваемую информацию) приводят к новому виду преобразованного первичного сигнала. Для реализации процесса преобразования первичного сигнала обычно привлекается дополнительный стационарный сигнал – переносчик (несущий сигнал) – как «работящая лошадка», на которую «насаживают» информационный сигнал, Этот процесс «посадки» сигнала на переносчик называют модуляцией, а процесс «ссаживания» информационного сигнала с несущего колебаний называют демодуляцией или детектированием. Вид переносчика (несущего колебания) определяется физической природой лини связи и выбранного метода передачи информации.

В качестве переносчика применяют гармонические колебания, различные виды импульсного представления сигнала, сложные многоуровневые сигналы или специальные функции. Рассмотрим некоторые наиболее часто применяемые методы модуляции.

[1] стр. 61. [2] стр. 82. [3] стр. 16.

1. Дайте определение термину «модуляция».

2. Дайте определение термину «демодуляция».

3. Какие сигналы могут быть переносчиками информационного сообщения?

4. Зачем нужна модуляция?

4.2. Модуляция на гармоническом переносчике

В качестве несущего колебания частот используют гармонические колебания вида:

u(t) = A(t) cos[ω(t)t + φ(t)]. (4.1)

В этом колебании переменной, как правило, может быть только одна величина – амплитуда A(t), частота ω(t) или фазы φ(t), две других величины (в простейших видах модуляции) должны оставаться неизменными. В зависимости от переменного параметра, выбранного для передачи информационного сигнала различают: амплитудную модуляцию (АМ) u(t) = A(t)cos(ω0t + l0), частотную (ЧМ) u(t) = A0 cos[ω(t)t + φ0] и фазовую (ФМ) u(t) = A0 cos[ω0t + φ(t)]. Следует отметить, что частотный и фазовый параметры гармонического колебания входят в состав более общего представления несущего колебания – u(t) = A0 cos Ψ(t) – в состав углового параметра гармонического сигнала, что привело к принятию более общего термина для ЧМ и ФМ – угловая модуляция. Рассмотрим виды модуляции на гармоническом несущем колебании. АМ –амплитудная модуляция непрерывным (аналоговым) сигналом, представляющим передаваемую информацию (например, телефонный сигнал в полосе 0,3÷3,4 кГц).

S(t) = A(t) cos (ω0t + φ0)

S(t) = A0 + ∆Ax(t) = A0(1 + x(t)),

где А0 – начальное (среднее) значение амплитуды несущего колебания
cos ω0t;

∆А – возможное отклонение амплитуды несущего колебания.

Модулированное по амплитуде колебание:

S(t) = A0[1 + m x(t)]cos ω0t. (4.2)

В качестве простейшего полезного информационного сигнала примем низкочастотный гармонический сигнал x(t) = cos Ω(t); Ω > 1 можно пренебречь составляющей , и тогда

Существует большое разнообразие сложных сигналов. Применяются они для импульсной модуляции (манипуляции) и заключаются, в основном, во внутриимпульсной дополнительной модуляции. Это:

— частотно-модулированные сигналы ЧМ (наиболее распространенный ЛЧМ – линейный ЧМ сигнал);

— многочастотные сигналы МЧ;

— дискретные составные частотные сигналы ДСЧ;

— с кодовой частотной модуляцией КЧМ;

— фазоманипулированные сигналы ФМ;

— фазоманипулированные кодовые сигналы КФМ.

Здесь кратко рассмотрим сигналы КФМ. Это, прежде всего, создание внутренней кодовой манипуляции, создание специальной импульсной последовательности бинарных сигналов. Рассмотрим принцип кодового уплотнения на примере кода Баркера-5. Передаваемый импульс в системе связи разделим на пять временных участков, каждый из которых в дальнейшем будет заполнен гармонической несущей, но в каждом участке со своей фазой (0;π).

Код Баркера представляет собой особую числовую (двоичную) последовательность, обладающую специфическим свойством, а именно корреляционной функцией с максимальным пиком (корреляционная функция, определяющая связь между мгновенными значениями сигнала, совпадает с выходным напряжением оптимального согласованного фильтра (см. лекцию 5)).

Коды Баркера для разной длины кода имеют значения:

Источник