Dodaj Favorite Nastavi domačo stran
Pozicija:HOME >> Novice >> projekti

izdelki kategorija

izdelki Oznake

Fmuser strani

Amplitudna modulacija v RF: teorija, časovna domena, frekvenčna domena

Date:2020/5/22 12:05:57 Hits:



"Radiofrekvenca (RF) je hitrost nihanja izmeničnega električnega toka ali napetosti ali magnetnega, električnega ali elektromagnetnega polja ali mehanskega sistema v frekvenčnem območju od približno 20 kHz do okoli 300 GHz. ----- FMUSER"



vsebina

Modulacija radijske frekvence
● Matematika
● Časovna domena

● Frekvenčna domena
● Negativne frekvence

● Povzetek


Modulacija radijske frekvence
Spoznajte najpreprostejši način kodiranja informacij v nosilcu.

Videli smo, da je RF modulacija preprosto namerna sprememba amplitude, frekvence ali faze sinusoidnega nosilnega signala. Ta sprememba se izvede po določeni shemi, ki jo izvede oddajnik in jo razume sprejemnik. Amplitudna modulacija - ki je seveda izvor izraza "AM radio" - spreminja amplitudo nosilca glede na trenutno vrednost osnovnega pasu signala.

Matematika
Matematični odnos za amplitudno modulacijo je preprost in intuitiven: nosilec pomnožite s signalom osnovnega pasu. Frekvenca samega nosilca ni spremenjena, vendar se bo amplituda stalno spreminjala glede na osnovno pasovno vrednost. (Vendar bomo, kot bomo videli kasneje, amplitudne spremembe uvedle nove frekvenčne značilnosti.) Ena izmed najbolj tankih podrobnosti je potreba po prestavljanju signala pasovnega pasu; o tem smo razpravljali na prejšnji strani. Če imamo valovno obliko osnovnega pasu, ki se giblje med –1 in +1, se lahko matematični odnos izrazi na naslednji način:

Oglejte si tudi: >>Kakšna je razlika med AM in FM Radio?


kjer je xAM amplitudno modulirana valovna oblika, xC je nosilec in xBB je signal pasovnega pasu. To lahko storimo še korak dlje, če štejemo, da je nosilec neskončen sinusoid s fiksno frekvenco s konstantno amplitudo. Če predpostavimo, da je amplituda nosilca 1, lahko xC nadomestimo s sin (ωCt).



Zaenkrat je dobro, vendar obstaja ena težava s tem odnosom: nimate nadzora nad "intenzivnostjo" modulacije. Z drugimi besedami, razmerje med pasovnim pasom-prehod-nosilec-amplituda-sprememba je fiksno. 



Na primer, sistema ne moremo oblikovati tako, da bo majhna sprememba osnovne pasu povzročila veliko spremembo amplitude nosilca. Za reševanje te omejitve uvajamo m, znan kot modulacijski indeks.


Oglejte si tudi: >>Kako odpraviti Hrup na AM in FM sprejemnik 


Zdaj s spreminjanjem m lahko nadzorujemo intenzivnost vpliva baznega pasu na amplitudo nosilca. Opazite pa, da se m pomnoži s prvotnim signalom osnovnega pasu in ne s pomičnim osnovnim pasom. 


Če se torej xBB razširi od –1 do +1, bo katera koli vrednost m večja od 1 povzročila (1 + mxBB) razširitev v negativni del osi y - vendar smo se temu skušali izogniti s premikanjem najprej navzgor. Torej ne pozabite, da če se uporablja modulacijski indeks, je treba signal prestaviti glede na največjo amplitudo mxBB, ne xBB.

>>Nazaj na vrh

Časovna domena
Na prejšnji strani smo si ogledali oblike valovnih oblik AM časovne domene. Tu je bil končni zaplet (osnovni pas v rdeči barvi, AM valovna oblika v modri barvi):




Zdaj pa poglejmo učinek modulacijskega indeksa. Tu je podoben načrt, vendar sem tokrat preusmeril signal osnovnega pasu, tako da sem dodal 3 namesto 1 (prvotni obseg je še vedno –1 do +1).




Zdaj bomo vključili indeks modulacije. Naslednja ploskev je z m = 3.




Amplituda nosilca je zdaj "bolj občutljiva" na spremenljivo vrednost signala baznega pasu. Prestavljeni osnovni pas ne vstopi v negativni del osi y, ker sem izbral DC odmik glede na indeks modulacije.

Morda se sprašujete o nečem: Kako lahko izberemo pravi odmik enosmernega toka, ne da bi vedeli natančne amplitudne značilnosti baznega signala? Z drugimi besedami, kako lahko zagotovimo, da se negativni zamah valovne oblike baznega pasu razširi točno na nič? 


Odgovor: Ni vam treba. Prejšnji dve ploskvi sta enako veljavni valovni obliki AM; signal v osnovnem pasu se v obeh primerih zvesto prenaša. Vsak odmik enosmernega toka, ki ostane po demodulaciji, se enostavno odstrani s serijskim kondenzatorjem. (Naslednje poglavje bo zajemalo demodulacijo.)

>>Nazaj na vrh


Oglejte si tudi: >>Kakšna je razlika med AM in FM?


Frekvenčna domena
Kot smo že razpravljali, se v RF razvoju veliko uporablja analiza frekvenčnih domen. Lahko preverimo in ocenimo moduliran signal v resničnem življenju tako, da ga merimo s spektralnim analizatorjem, vendar to pomeni, da moramo vedeti, kako naj bi izgledal spekter.

Začnimo s predstavitvijo frekvenčne domene nosilnega signala:




Točno to pričakujemo pri nemoduliranem nosilcu: en sam konico pri 10 MHz. Zdaj si oglejmo spekter signala, ustvarjenega z amplitudno modulacijo nosilca s sinusoidom 1 MHz s konstantno frekvenco.






Tu vidite standardne značilnosti amplitudno modulirane valovne oblike: signal baznega pasu je premaknjen glede na frekvenco nosilca. 


Oglejte si tudi: >>RF Filter Osnove Tutorial 


To si lahko zamislite tudi kot "dodajanje" frekvenc baznega pasu na nosilni signal, kar dejansko počnemo, ko uporabljamo amplitudno modulacijo - nosilna frekvenca ostane, kot lahko vidite v valovnih oblikah časovne domene, vendar Spremembe amplitude predstavljajo novo frekvenčno vsebino, ki ustreza spektralnim značilnostim baznega signala.

Če natančneje pogledamo moduliran spekter, lahko vidimo, da sta dva nova vrha 1 MHz (tj. Frekvenca baznega pasu) nad in 1 MHz pod nosilno frekvenco:



(V primeru, da se sprašujete, je asimetrija artefakt postopka izračunavanja; te ploskve so nastale z uporabo resničnih podatkov z omejeno ločljivostjo. Idealizirani spekter bi bil simetričen.)


>>Nazaj na vrh


Negativne frekvence
Če povzamemo, potem amplitudna modulacija spekter osnovnega pasu prevede v frekvenčni pas, osredotočen okoli nosilne frekvence. Moramo pa razložiti nekaj: Zakaj obstajata dva vrhova - eden na nosilni frekvenci plus osnovno frekvenco in drugi na frekvenci nosilca minus osnovna frekvenca? 


Oglejte si tudi: >>Kaj je frekvenca modulacije pasovne širine, Spectrum in stranskih bokov?

Odgovor postane jasen, če se preprosto spomnimo, da je Fourierov spekter glede na os y simetričen; čeprav pogosto prikazujemo samo pozitivne frekvence, negativni del osi x vsebuje ustrezne negativne frekvence. 


Te negativne frekvence zlahka prezremo, ko imamo opravka s prvotnim spektrom, vendar je nujno, da pri premikanju spektra vključimo tudi negativne frekvence.

Naslednji diagram bi moral razjasniti to situacijo.



Kot lahko vidite, sta spekter baznega pasu in nosilec spektra simetrična glede na os y. Za signal baznega pasu to povzroči spekter, ki se neprekinjeno širi od pozitivnega dela osi x do negativnega dela; pri nosilcu imamo preprosto dva trna, enega pri + ωC in enega pri –ωC. Spekter AM je spet simetričen: prevedeni spekter osnovnega pasu se pojavi v pozitivnem in negativnem delu osi x.


>>Nazaj nap


In tu je treba upoštevati še eno stvar: amplitudna modulacija povzroči, da se pasovna širina poveča za faktor 2. Merimo pasovno širino samo s pozitivnimi frekvencami, zato je pasovna širina osnovne pasu preprosto BWBB (glejte spodnji diagram). Toda po prevajanju celotnega spektra (pozitivne in negativne frekvence) postanejo vse izvirne frekvence pozitivne, tako da je modulirana pasovna širina 2BWBB.




Povzetek
* Amplitudna modulacija ustreza pomnoževanju nosilca s pomaknjenim osnovnim pasovnim signalom.


* Modulacijski indeks lahko uporabimo za to, da je amplituda nosilca bolj (ali manj) občutljiva na spremembe vrednosti signala baznega pasu.


* V frekvenčni domeni amplitudna modulacija ustreza prevajanju baznega spektra v pas, ki obdaja nosilno frekvenco.


* Ker je spekter osnovnega pasu simetričen glede na os y, to frekvenčno prevajanje povzroči povečanje pasovne širine s faktorjem 2.


>>Nazaj nap




Pustite sporočilo 

Ime *
E-pošta *
Telefon
Naslov:
Koda Glej potrditveno kodo? Kliknite osvežitev!
Sporočilo
 

Seznam sporočilo

Komentarji Nalaganje ...
HOME| O nas| Izdelki| Novice| Prenos| Podpora| Povratne informacije| Pomoč strankam| Service

Kontakt: Zoey Zhang Spletna stran: www.fmuser.net

Whatsapp / Wechat: +86 183 1924 4009

Skype: tomleequan E-pošta: [e-pošta zaščitena] 

Facebook: FMUSERBROADCAST Youtube: FMUSER ZOEY

Naslov v angleščini: Room305, HuiLanGe, No.273 HuangPu Road West, TianHe District., Guangzhou, Kitajska, 510620 Naslov v kitajščini: 广州市天河区黄埔大道西273号惠兰阁305(3E)