RF-də amplituda modulyasiyası: nəzəriyyə, zaman sahəsi, tezlik tezliyi

"Radio tezliyi (RF) 20 kHz ilə 300 GHz arasında dəyişən bir elektrik cərəyanının və ya gərginliyin və ya bir maqnit, elektrik və ya elektromaqnit sahəsinin və ya mexaniki sistemin salınma sürətidir. ----- FMUSER"

məzmun

● Radio Tezliyi Modulyasiyası
● Riyaziyyat
● Zaman Sahəsi

● Tezlik Domain
● Mənfi tezliklər

● xülasə

Radio Tezliyi Modulyasiyası
Bir daşıyıcı dalğa formasında məlumatların kodlaşdırılmasının ən sadə yolu haqqında məlumat əldə edin.

RF modulyasiyasının sadəcə bir sinusoidal daşıyıcı siqnalının amplitüdünün, tezliyinin və ya mərhələsinin qəsdən dəyişdirilməsi olduğunu gördük. Bu modifikasiya ötürücü tərəfindən həyata keçirilən və qəbuledici tərəfindən başa düşülən müəyyən bir sxemə əsasən aparılır. Əlbətdə amplituda modulyasiyası - "AM radio" termininin mənşəyi - bazis siqnalının ani dəyərinə görə daşıyıcının amplitüdünü dəyişir.

Riyaziyyat
Amplituda modulyasiyası üçün riyazi münasibət sadə və intuitivdir: daşıyıcısını bazis siqnalına görə çoxaldırsınız. Daşıyıcının özü tezliyi dəyişdirilmir, ancaq amplituda baza zolağının dəyərinə görə daim dəyişəcəkdir. (Lakin, daha sonra görəcəyimiz kimi, amplituda dəyişkənliyi yeni tezlik xüsusiyyətlərini təqdim edir.) Burada bir incə detal, baza zolağının siqnalını dəyişdirmək zərurəti; bunu əvvəlki səhifədə müzakirə etdik. -1 ilə +1 arasında dəyişən bir bant zolaqlı dalğa formasına sahibiksə, riyazi münasibət aşağıdakı kimi ifadə edilə bilər:

Həmçinin bax: >>AM və FM Radio arasındakı fərq nədir?

burada xAM amplituda modulyasiya olunmuş dalğa formasıdır, xC daşıyıcıdır, xBB isə əsas zolaq siqnaldır. Taşıyıcının sonsuz, davamlı amplituda, sabit tezlikli sinusoid olduğunu düşünsək, bu addımı daha bir addım ata bilərik. Daşıyıcı amplitüdün 1 olduğunu fərz etsək, xC-ni sin (ωCt) ilə əvəz edə bilərik.

İndiyə qədər yaxşıdır, amma bu münasibətdə bir problem var: modulyasiyanın "intensivliyi" üzərində nəzarətiniz yoxdur. Başqa sözlə, baza zolağı-dəyişdirmə-daşıyıcı-amplituda dəyişmə əlaqəsi sabitdir. 

Biz, məsələn, baza zolağının dəyərində kiçik bir dəyişiklik daşıyıcının amplituda böyük bir dəyişiklik yaratması üçün sistemi tərtib edə bilmərik. Bu məhdudiyyəti həll etmək üçün modulyasiya indeksi olaraq bilinən m-ni təqdim edirik.

Həmçinin bax: >>AM və FM Dostunuzun haqqında səs-küy aradan qaldırılması üçün necə 

İndi dəyişən m ilə baza siqnalının daşıyıcı amplituda təsirinin intensivliyini idarə edə bilərik. Diqqət yetirin ki, m, dəyişdirilmiş bant zolağı deyil, orijinal bant bant siqnalına vurulur. 

Beləliklə, xBB –1 ilə +1 arasında uzanarsa, m 1-dən böyük hər hansı bir dəyəri (1 + mxBB) y oxunun mənfi hissəsinə keçməsinə səbəb olacaqdır - ancaq bu dəyişməklə qarşısını almağa çalışdığımız budur ilk növbədə yuxarıya doğru. Buna görə bir modulyasiya indeksindən istifadə edildiyini unutmayın, siqnal xBB deyil, mxBB-nin maksimum amplitüdünə əsaslanaraq dəyişdirilməlidir.

Zaman Sahəsi
Əvvəlki səhifədəki AM vaxtı domen dalğa formalarına baxdıq. Budur son süjet (qırmızı rəngdə bant, mavi rəngdə AM dalğa forması):

İndi modulyasiya indeksinin təsirinə baxaq. Budur bənzər bir süjet, amma bu dəfə baza zolağını siqnalını 3 əvəzinə 1 əlavə edərək dəyişdirdim (orijinal sıra hələ -1 ilə +1).

İndi bir modulyasiya indeksini daxil edəcəyik. Aşağıdakı süjet m = 3 ilə.

Daşıyıcının amplitüdü indi əsas bant siqnalının dəyişən dəyərinə "daha həssasdır". Dəyişdirilmiş əsas bant y oxunun mənfi hissəsini daxil etmir, çünki modulyasiya indeksinə görə DC ofsetini seçdim.

Bir şeylə maraqlanarsınız: Baza zolağının siqnalının dəqiq amplituda xüsusiyyətlərini bilmədən necə düzgün DC dəyişməsini seçə bilərik? Başqa sözlə, baza zolaqlı dalğa formasının mənfi sürüşməsinin tam sıfıra qədər uzanmasını necə təmin edə bilərik? 

Cavab: Lazım deyilsiniz. Əvvəlki iki sahə eyni dərəcədə etibarlı AM dalğa formasıdır; baza zolağı siqnalı hər iki halda sədaqətlə ötürülür. Demodulyasiyadan sonra qalan hər hansı bir DC ofset, bir sıra kondansatör tərəfindən asanlıqla çıxarılır. (Növbəti fəsildə demodulyasiya haqqında məlumat veriləcək.)

Həmçinin bax: >>AM və FM arasında fərq nədir?

Tezlik Domain
Daha əvvəl müzakirə etdiyimiz kimi, RF inkişafı tezlik-domen analizindən geniş istifadə edir. Bir spektr analizatoru ilə ölçülərək bir real həyatda modulyasiya edilmiş bir siqnalı yoxlaya və qiymətləndirə bilərik, ancaq bu o deməkdir ki, spektrin necə görünməli olduğunu bilməliyik.

Bir daşıyıcı siqnalının tezlik-domen nümayəndəliyindən başlayaq:

Bu tənzimlənməmiş daşıyıcı üçün gözlədiyimiz budur: tək bir sünbül 10 MHz. İndi sabit bir tezlikli 1 MHz sinusoid ilə daşıyıcını modullaşdıran amplituda yaratdığı bir siqnalın spektrinə baxaq.

Burada bir amplituda modulyasiya edilmiş dalğa formasının standart xüsusiyyətlərini görürsünüz: baza zolağı siqnalı daşıyıcının tezliyinə görə dəyişdirilmişdir. 

Həmçinin bax: >>RF Filter Basics Tutorial 

Bunu da düşünə bilərsiniz əsas bant tezlikləri daşıyıcı siqnalına "əlavə etmək", bu da amplituda modulyasiyasını istifadə edərkən etdiyimiz işdir - zaman domen dalğalarında göründüyü kimi daşıyıcı tezliyi qalır, amma amplituda dəyişkənliyi baza zolağının siqnalının spektral xüsusiyyətlərinə uyğun yeni tezlik tərkibini təşkil edir.

Modulyasiya edilmiş spektrə daha yaxından baxsaq, iki yeni zirvənin yuxarıda 1 MHz (yəni bazis tezliyi) və daşıyıcı tezliyindən 1 MHz aşağıda olduğunu görə bilərik:

(Görəsən, asimmetriya hesablama prosesinin artefaktıdır; bu sahələr məhdud məlumatlarla, real məlumatlardan istifadə olunur. İdealize edilmiş bir spektr simmetrik olardı.)

>>Üste

Mənfi tezliklər
Xülasə etmək üçün, amplituda modulyasiyası baza zolağının spektrini daşıyıcı tezliyində mərkəzləşmiş bir tezlik bandına çevirir. Buna baxmayaraq izah etməli olduğumuz bir şey var: Niyə iki zirvə var - biri daşıyıcı tezliyində üstə əsas bant tezliyində, digəri daşıyıcı tezliyində baza bant tezliyində? 

Bir Fürer spektrinin y oxuna nisbətən simmetrik olduğunu xatırlasaq, cavab aydın olur; tez-tez yalnız müsbət tezlikləri göstərsək də, x oxunun mənfi hissəsi müvafiq mənfi tezlikləri ehtiva edir. 

Orijinal spektrlə məşğul olduğumuz zaman bu mənfi tezliklər asanlıqla nəzərə alınmır, ancaq spektri dəyişdirərkən mənfi tezliklərin daxil edilməsi vacibdir.

Aşağıdakı diaqram bu vəziyyəti aydınlaşdırmalıdır.

Gördüyünüz kimi, baza bant spektri və daşıyıcı spektr y oxuna nisbətən simmetrikdir. Baza bantlı siqnal üçün bu, x oxunun müsbət hissəsindən mənfi hissəyə davamlı uzanan bir spektrlə nəticələnir; daşıyıcı üçün, bizdə sadəcə iki ədədi var, biri + oneC-də, biri -C-də. Və AM spektri, bir daha simmetrikdir: tərcümə olunan baza bant spektri müsbət oxda və x oxunun mənfi hissəsində görünür.

>>Geri qayıtp

Bir şeyi də unutmamalıyıq: amplituda modulyasiyası bant genişliyini 2 faktora artırır. Bant genişliyini yalnız pozitiv tezliklərdən istifadə edərək ölçürük, buna görə baza bant genişliyi sadəcə BWBB-dir (aşağıdakı diaqrama baxın). Lakin bütün spektri (müsbət və mənfi tezliklər) tərcümə etdikdən sonra, bütün orijinal tezliklər müsbət hala gəlir, yəni modulyasiya edilmiş lent genişliyi 2BWBB-dir.

xülasə
* Amplituda modulyasiyası, daşıyıcının dəyişdirilmiş bazis siqnalına vurulmasına uyğundur.

* Modulyasiya indeksi, daşıyıcı amplitüdünü bazis siqnalının dəyərindəki dəyişikliklərə daha çox (və ya daha az) həssas etmək üçün istifadə edilə bilər.

* Tezlik aləmində, amplituda modulyasiyası baza bant spektrini daşıyıcı tezliyini əhatə edən bir lentə çevirməyə uyğundur.

* Baza bant spektri y oxuna nisbətən simmetrik olduğundan, bu tezlik tərcüməsi bant genişliyində amil-2 artımına səbəb olur.

>>Geri qayıtp

Mesaj yaz 

Message siyahısı