Modulerad amplitud

Vad är den modulerade amplituden?

De modulerad amplitud Am (Moduleringsamplitud) Det är en signalöverföringsteknik där en sinusformad elektromagnetisk våg_c, ansvarig för att överföra ett frekvensmeddelande f_s << f_c, varierar (det vill säga modulerar) dess amplitud beroende på signalens amplitud.

Båda signalerna reser som en, en total signal (Am Signal) som kombinerar båda: bärarvågen (Bäraresignal) och vågen (signalinformation) som innehåller meddelandet, som visas i följande figur:

Amplitudmodulering. Källa: Wikimedia Commons.

Det noteras att informationen reser på det sätt som omger AM -signalen, som kallas hölje.

Genom denna teknik kan en signal överföras för långa avstånd, därför används denna typ av modulering i stor utsträckning av kommersiell radio och det civila bandet, även om proceduren kan utföras med alla typer av signaler.

För att få informationen behövs en mottagare, där en process som heter demodulering av en kuvertdetektor.

Kuvertdetektorn är ingen annan än en mycket enkel krets, kallad likriktare. Förfarandet är enkelt och ekonomiskt, men i överföringsprocessen inträffar alltid kraftförluster.

Hur fungerar den modulerade amplituden?

För att överföra meddelandet bredvid bärarsignalen räcker det inte att bara lägga till båda signalerna.

Det är en icke -linjär process, där överföringen av det sätt som beskrivs ovan uppnås genom att multiplicera meddelandet om meddelandet med bärarsignalen, båda kosenoidala. Och till resultatet av att lägga till bärarsignalen.

Den matematiska formen som är resultatet av denna procedur är en variabel signal i tiden E (t), vars form är:

E (t) = e_c (1 + m.Cos 2πf_s.t). Cos 2πf_c.t

Där amplituden och_c Det är amplituden hos bäraren och m Det är moduleringsindexet som ges av:

Det kan tjäna dig: genomsnittlig vinkelhastighet: Definition och formler, lösta övningar

m = amplituden för meddelandet / amplituden för bäraren = e_s / E_c

Således: OCH_s = m.OCH_c

Meddelandets amplitud är liten jämfört med bärarens amplitud därför:

m <1

Annars skulle AMM -signaleringen inte ha den exakta formen av meddelandet som ska överföras. Ekvationen för m Det kan uttryckas som Moduleringsprocent:

m_% = (E_s / E_c) X 100%

Vi vet att sinus- och kosenoidala signaler kännetecknas av att ha viss frekvens och våglängd.

När en signal moduleras överförs dess frekvensfördelning (spektrum), vilket fortsätter att ockupera en viss region runt bärfrekvensen F_c (Det ändras inte alls under moduleringsprocessen), kallad bandbredd.

Att vara elektromagnetiska vågor, dess hastighet i vakuum är det för ljus, som är relaterat till våglängden och frekvensen med:

C = λ.F

På detta sätt reser den information som ska överföras från en radiostation mycket snabbt till mottagarna.

Radioöverföringar

Radiostationen måste förvandla ord och musik, alla ljudtecken, till en elektrisk signal med samma frekvens, till exempel av mikrofoner.

Denna elektriska signal kallas Hörselfrekvensskylt, Eftersom det ligger i intervallet 20 till 20.000 Hz, som är det hörbara spektrumet (de frekvenser som människor hör).

Många radiostationer sänder på AM

Denna signal måste förstärkas elektroniskt. I de tidiga stadierna av radion gjordes det med vakuumrör, som därefter ersattes av transistorer, mycket effektivare.

Då kombineras den förstärkta signalen med signalen av Radiell frekvens fr genom AM Modulator Circuits, så att det resulterar i en specifik frekvens för varje radiostation. Detta är bärarfrekvensen f_c nämnts ovan.

Du kan tjäna dig: Newtons andra lag: applikationer, experiment och övningar

Frekvensen för AM-radiostationerna är mellan 530 Hz och 1600 Hz, men stationerna som använder modulerad frekvens eller FM har fler frekvensbärare: 88-108 MHz.

Nästa steg är att förstärka den kombinerade signalen igen och skicka den till antennen för att släppas ut som en radiovåg. På detta sätt kan du sprida sig genom rymden tills du når receptorerna.

Signalmottagning

En radiomottagare har en antenn för att fånga de elektromagnetiska vågorna från stationen.

En antenn består av ett ledande material som i sin tur har gratis elektroner. Det elektromagnetiska fältet utövar styrka på dessa elektroner, som omedelbart vibrerar vid samma frekvens av vågor, vilket producerar en elektrisk ström.

Ett annat alternativ är att den mottagande antennen innehåller en trådspole och det elektromagnetiska fältet för radiovågor inducerar en elektrisk ström. I alla fall innehåller denna ström den information som kommer från alla radiostationer som fångats.

Det som följer nu är att radiomottagaren kan skilja varje radiostation, det vill säga stämma in vad som föredras.

Ställ in radio och lyssna på musik

Välj mellan de olika signalerna uppnås med en resonant LC -krets eller LC Oscillator. Detta är en mycket enkel krets som innehåller en L- och kondensator C -variabler i serie.

För att ställa in radiostationen justeras L- och C -värdena, så att kretsens resonansfrekvens sammanfaller med signalens frekvens för att stämma in, som är ingen annan än bärfrekvensen för radiostationen: F_c.

När stationen är inställd kommer kretsen i handling demodulator som nämns i början. Det är den som ansvarar för att dechiffrera, så att säga, meddelandet som utfärdas av radiostationen. Han får det genom att separera bärarsignalen och meddelandesignalen, med en diod och en RC -krets som heter pass-låga filter.

På vänster LC Oscillator Circuit. Till höger en demodulatorkrets. Källa: f. Zapata.

Den redan separerade signalen går tillbaka genom en förstärkningsprocess och därifrån går till högtalarna eller hörlurarna så att vi kan lyssna på den.

Kan tjäna dig: månen

Processen beskrivs här i stort sett, för i verkligheten finns det fler steg och är mycket mer komplex. Men det ger oss en god uppfattning om hur moduleringen av amplituden händer och hur den når mottagarens öron.

Löst exempel

En bärarvåg har amplitud OCH_c = 2 V (Rms) och frekvens F_c = 1.5 MHz. Moduleras av en frekvenssignal FS = 500 Hz och amplitud OCH_s = 1 V (Rms). Vad är AM -signalekvationen?

Lösning

De lämpliga värdena ersätts i ekvationen för den modulerade signalen:

E (t) = e_c (1 + m.Cos 2πf_s.t). Cos 2πf_c.t

Det är emellertid viktigt att notera att ekvationen inkluderar toppamplituder, som i detta fall är spänningar. Därför är det nödvändigt att passera RMS till toppspänningar som multipliceras med √2:

OCH_c = √2 x 2 V = 2.83 V; OCH_s = √2 x 1 V = 1.41 v

m = 1.41/2.83 = 0.5

E (t) = 2.83 [(1 + 0.5cos (2π.500.t)] cos (2π.1.5 x 10⁶.t) = 2.83 [(1 + 0.5COS (3.14 x 10³.t)] cos (9.42 x 10⁶.t)

Referenser

1. Analfabet. Moduleringssystem. Hämtad från: illustecnicos.netto.
2. Giancoli, D.  2006. Fysik: Principer med applikationer. 6^th. Ed Prentice Hall.
3. Quesada, f. Kommunikationslaboratorium. Amplitudmodulering. Återhämtat sig från: ocw.haklapp.Uppåt.är.
4. Santa Cruz, eller. Amplitudmoduleringsöverföring. Återhämtat sig från: lärare.Frc.Utn.Edu.ar.
5. Serway, R., Jewett, J. (2008). Fysik för vetenskap och teknik. Volym 2. 7^ma. Ed. Cengage Learning.
6. Bärvåg. Återhämtad från: är.Wikipedia.org.