Suočeni s novim konceptima u svakodnevnom životu, mnogi pokušavaju pronaći odgovore na svoja pitanja. Zbog toga je potrebno opisati bilo koju pojavu. Jedan od njih je koncept kao što je modulacija. O tome će se dalje raspravljati.

opći opis

Modulacija je proces promjene jednog ili čitavog skupa parametara visokofrekventnih vibracija u skladu sa zakonom niskofrekventnih informativnih poruka. Rezultat toga je prenos spektra kontrolnog signala u visokofrekventni region, jer efikasno emitovanje u svemir zahteva da svi primopredajni uređaji rade na različitim frekvencijama bez prekidanja jedni drugih. Zahvaljujući ovom procesu, informacijske vibracije se postavljaju na a priori poznat nosač. Kontrolni signal sadrži prenesene informacije. Visokofrekventna vibracija preuzima ulogu nosioca informacija, zbog čega dobija status nosioca. Kontrolni signal sadrži prenesene podatke. Postoje različite vrste modulacije, koje zavise od toga koji se oblik oscilovanja koristi: pravougaoni, trouglasti ili neki drugi. Kod diskretnog signala uobičajeno je govoriti o manipulaciji. Dakle, modulacija je proces koji uključuje oscilacije, tako da može biti frekvencija, amplituda, faza itd.

Sorte

Sada možemo razmotriti koje vrste ovog fenomena postoje. U osnovi, modulacija je proces u kojem se val niske frekvencije prenosi na visokofrekventni val. Najčešće korišteni tipovi su frekvencija, amplituda i faza. Kada se frekvencija promijeni, kada se amplituda promijeni, amplituda se promijeni, a kada se faza promijeni, faza se promijeni. Postoje i mješoviti tipovi. Impulsna modulacija i modifikacija su odvojeni tipovi. U ovom slučaju, parametri visokofrekventne oscilacije se diskretno mijenjaju.

Amplitudna modulacija

U sistemima sa ovom vrstom promene, amplituda nosećeg talasa se menja na visokoj frekvenciji pomoću modulacionog talasa. Na izlazu se ne detektuju samo ulazne frekvencije, već i njihov zbir i razlika. U ovom slučaju, ako je modulacija složen val, kao što su govorni signali koji se sastoje od mnogo frekvencija, tada će za zbir i razliku frekvencija biti potrebna dva pojasa, jedan ispod nosioca, a drugi iznad. Zovu se bočni: gornji i donji. Prvi je kopija originalne, pomaknuta na određenu frekvenciju. Donji opseg je kopija originalnog signala koji je invertiran, odnosno originalne visoke frekvencije su niže frekvencije u donjem bočnom pojasu.

Donja bočna strana je zrcalna slika gornje bočne strane u odnosu na frekvenciju nosioca. Sistem koji koristi amplitudnu modulaciju, prenoseći nosilac i oba bočna pojasa, naziva se dvosmjernim. Nosač ne sadrži korisne informacije, pa se može ukloniti, ali u svakom slučaju propusni opseg signala će biti dvostruko veći od originalnog. Suženje pojasa se postiže pomicanjem ne samo nosača, već i jedne od bočnih traka, budući da one sadrže iste informacije. Ovaj tip je poznat kao modulacija nosioca sa potisnutim jednim bočnim pojasom.

Demodulacija

Ovaj proces zahtijeva miješanje moduliranog signala sa nosiocem iste frekvencije koju emituje modulator. Nakon toga, originalni signal se dobija kao zasebna frekvencija ili frekventni opseg, a zatim se filtrira iz drugih signala. Ponekad se nosilac za demodulaciju generira lokalno, ali se ne poklapa uvijek sa frekvencijom nosioca na samom modulatoru. Zbog male razlike između frekvencija dolazi do neusklađenosti, što je tipično za telefonska kola.

Ovo koristi digitalni signal osnovnog pojasa, što znači da dozvoljava više od jednog bita po baudu da se kodira kodiranjem signala binarnih podataka u signal sa više nivoa. Bitovi binarnih signala se ponekad dijele u parove. Za par bitova mogu se koristiti četiri kombinacije, pri čemu je svaki par predstavljen jednim od četiri nivoa amplitude. Ovaj kodirani signal je karakterističan po tome što je brzina modulacije u bodovima upola manja od originalnog signala podataka, tako da se može koristiti za amplitudnu modulaciju na uobičajen način. Našao je svoju primjenu u radio komunikacijama.

Frekvencijska modulacija

Sistemi sa takvom modulacijom pretpostavljaju da će se frekvencija nosioca mijenjati u skladu s oblikom modulirajućeg signala. Ovaj tip je superiorniji od amplitude u smislu otpornosti na određene utjecaje prisutne u telefonskoj mreži, pa ga treba koristiti pri malim brzinama gdje nema potrebe za uključivanjem velikog frekvencijskog opsega.

Fazno-amplitudna modulacija

Da biste povećali broj bitova po baudu, možete kombinirati faznu i amplitudnu modulaciju.

Jedna od savremenih metoda amplitudno-fazne modulacije je ona koja se zasniva na prenosu više nosilaca. Na primjer, aplikacija koristi 48 nosača odvojenih širinom pojasa od 45 Hz. Kombinacijom amplitudne i fazne modulacije, svakom nosiocu se dodjeljuje do 32 diskretna stanja po periodu prijenosa, što omogućava prijenos 5 bitova po baudu. Ispostavilo se da vam cijeli ovaj set omogućava prijenos 240 bita po baudu. Kada radi na 9600 bps, brzina modulacije zahtijeva samo 40 baudova. Ovako niska brojka prilično je tolerantna na skokove amplitude i faze svojstvene telefonskoj mreži.

Impulsno kodna modulacija

Ovaj tip se obično smatra sistemom za emitovanje, na primer, glasa u digitalnom obliku. Ova tehnika modulacije se ne koristi u modemima. Ovo uključuje gejtiranje analognog signala brzinom koja je dvostruko veća od komponente najviše frekvencije signala u analognom obliku. Kada se takvi sistemi koriste u telefonskim mrežama, gating se dešava 8000 puta u sekundi. Svaki uzorak je nivo napona kodiran u sedmobitnom kodu. Za najbolji prikaz koristi se logaritamsko kodiranje. Sedam bitova zajedno sa osmim, koji ukazuje na prisustvo signala, čine oktet.

Za rekonstrukciju signala poruke potrebna je modulacija i detekcija, odnosno obrnuti proces. U ovom slučaju, signal se pretvara na nelinearan način. Nelinearni elementi obogaćuju spektar izlaznog signala novim spektralnim komponentama, a filteri se koriste za isticanje niskofrekventnih komponenti. Modulacija i detekcija se mogu izvesti upotrebom vakuum dioda, tranzistora, poluvodičkih dioda kao nelinearnih elemenata. Tradicionalno se koriste poluvodičke diode točkastog tipa, budući da planarne diode imaju primjetno veći ulazni kapacitet.

Moderni pogledi

Digitalna modulacija pruža mnogo veći informacijski kapacitet i kompatibilnost sa raznim uslugama digitalnih podataka. Uz to, uz njegovu pomoć, povećava se sigurnost informacija, poboljšava kvalitet komunikacionih sistema i ubrzava pristup njima.

Postoje brojna ograničenja sa kojima se suočavaju programeri bilo kojeg sistema: dozvoljena snaga i frekvencijski opseg, dati nivo buke komunikacijskih sistema. Svakim danom raste broj korisnika komunikacionih sistema, kao i potražnja za njima, što zahtijeva povećanje radio resursa. Digitalna modulacija se značajno razlikuje od analogne modulacije po tome što nosilac u njoj prenosi velike količine informacija.

Poteškoće u upotrebi

Glavni zadatak sa kojim se suočavaju programeri digitalnih radio komunikacionih sistema je pronalaženje kompromisa između propusnog opsega prenosa podataka i složenosti sistema u tehničkom smislu. Da biste to učinili, prikladno je koristiti različite metode modulacije za postizanje željenog rezultata. Radio komunikacija se može organizirati korištenjem najjednostavnijih sklopova predajnika i prijemnika, ali će se za takvu komunikaciju koristiti frekvencijski spektar proporcionalan broju korisnika. Složeniji prijemnici i predajnici zahtijevaju manji propusni opseg za prijenos iste količine informacija. Da bi se prešlo na spektralno efikasne metode prenosa, potrebno je komplikovati opremu u skladu s tim. Ovaj problem ne zavisi od vrste veze.

Alternativne opcije

Modulaciju širine impulsa karakteriše činjenica da je njen signal nosioca niz impulsa, dok je frekvencija impulsa konstantna. Promjene se odnose samo na trajanje svakog impulsa prema modulirajućem signalu.

Pulsno-širinska modulacija se razlikuje od frekvencijsko-fazne modulacije. Potonji uključuje moduliranje signala u obliku sinusoida. Karakterizira ga konstantna amplituda i promjenjiva frekvencija ili faza. Impulsni signali također mogu biti modulirani u frekvenciji. Trajanje impulsa može biti fiksno, a njihova frekvencija je unutar određenog raspona, ali njihova trenutna vrijednost će varirati ovisno o modulirajućim signalima.

zaključci

Mogu se koristiti jednostavne vrste modulacije, sa samo jednim parametrom koji se mijenja prema informacijama o modulaciji. Kombinovana modulaciona šema, koja se koristi u modernoj komunikacionoj opremi, je kada se istovremeno menjaju i amplituda i faza nosioca. Moderni sistemi mogu koristiti nekoliko podnosaca, od kojih svaki koristi određenu vrstu modulacije. U ovom slučaju govorimo o shemama modulacije signala. Ovaj termin se takođe koristi za složene poglede na više nivoa, kada su potrebne dodatne informacije za sveobuhvatne informacije.

Moderni komunikacioni sistemi koriste najefikasnije vrste modulacije, čime se minimizira propusni opseg kako bi se oslobodio frekventni prostor za druge vrste signala. Kvaliteta komunikacije od toga samo koristi, ali složenost opreme u ovom slučaju se ispostavlja vrlo visokom. U konačnici, frekvencija modulacije daje rezultat koji je vidljiv krajnjem korisniku samo u smislu jednostavnosti korištenja tehničkih sredstava.

Modulacija je proces transformacija jedne ili više karakteristika modulirajuće visokofrekventne oscilacije pod utjecajem niskofrekventnog upravljačkog signala. Kao rezultat toga, spektar kontrolnog signala prelazi u visokofrekventno područje, gdje je prijenos visokih frekvencija efikasniji.

Modulacija se vrši u svrhu prenošenja informacija kroz. Preneseni podaci sadržani su u kontrolnom signalu. A funkciju nosioca obavlja visokofrekventna oscilacija, koja se zove nosilac. Kao nosioci vibracija mogu se koristiti oscilacije različitih oblika: pilaste, pravokutne itd., ali se najčešće koriste harmonijske sinusoidne. Na osnovu toga koja se specifična karakteristika sinusoidne oscilacije mijenja, razlikuje se nekoliko tipova modulacije:

Amplitudna modulacija

Modulirajući i referentni signali se prenose na ulaz modulirajućeg uređaja, što rezultira moduliranim signalom na izlazu. Smatra se da je uslov za ispravnu konverziju dvostruka vrednost frekvencije nosioca u poređenju sa maksimalnom vrednošću širine opsega modulacionog signala. Ova vrsta modulacije je prilično jednostavna za implementaciju, ali se odlikuje niskom otpornošću na buku.

Nestabilnost šuma nastaje zbog uskog opsega moduliranog signala. Koristi se uglavnom u srednjem i niskofrekventnom opsegu elektromagnetnog spektra.

Frekvencijska modulacija

Kao rezultat ove vrste modulacije, signal modulira frekvenciju referentnog signala, a ne snagu. Stoga, ako se veličina signala povećava, onda se frekvencija povećava u skladu s tim. Zbog činjenice da je propusni opseg primljenog signala mnogo širi od originalne vrijednosti signala.

Ovu modulaciju karakteriše visoka otpornost na buku, ali je za njenu primenu potrebno koristiti visokofrekventni opseg.

Fazna modulacija

Tokom ove vrste modulacije, modulirajući signal koristi fazu referentnog signala. Kod ove vrste modulacije, rezultirajući signal ima prilično širok spektar jer se faza rotira za 180 stepeni.

Fazna modulacija se aktivno koristi za stvaranje komunikacija bez šuma u mikrotalasnom opsegu.

Neprigušene funkcije, šum, niz impulsa, itd. mogu se koristiti kao nosivi signal.Tako se kod impulsne modulacije kao nosivi signal koristi niz uskih impulsa, a kao modulirajući signal djeluje diskretni ili analogni signal. Budući da sekvencu impulsa karakteriziraju 4 karakteristike, postoje 4 vrste modulacije:

— frekvencija-puls;

— širina impulsa;

— amplituda-puls;

- fazni impuls.

LickSec > Radio komunikacija

Prvi eksperiment u prenošenju govora i muzike putem radija metodom amplitudske modulacije napravio je 1906. godine američki inženjer R. Fessenden. Noseću frekvenciju od 50 kHz radio predajnika generirao je mašinski generator (alternator), a da bi je modulirao, između generatora i antene je spojen ugljični mikrofon, mijenjajući slabljenje signala u kolu. Od 1920. umjesto alternatora počeli su se koristiti generatori na bazi vakuumskih cijevi. U drugoj polovini 1930-ih, razvojem ultrakratkih talasa, amplitudna modulacija postepeno je počela da se zamenjuje iz VHF radio emitovanja i radio komunikacija frekvencijskom modulacijom. Od sredine 20. veka u servis i radio-amaterske komunikacije na svim frekvencijama uvedena je jednostruka bočna modulacija (SSB), koja ima niz važnih prednosti u odnosu na AM.

Pokrenuto je pitanje prenosa radio-difuzije na OBP, ali bi to zahtijevalo zamjenu svih emisionih prijemnika složenijim i skupljim, pa nije sprovedeno. Krajem 20. veka počinje prelazak na digitalno emitovanje signala sa manipulacijom amplitude Modulacija (od latinskog modulacija - dimenzionalnost, dimenzionalnost) je promena vremena prema datom zakonu parametara koji karakteriše svaki stacionarni fizički proces. Parametar oscilacije promijenjen tokom procesa modulacije (amplituda, frekvencija, faza) određuje naziv modulacije. Prema tome, amplituda, frekvencija, faza. Moguća je i mješovita modulacija, na primjer amplituda-faza. Modulirani signal je rezultat superpozicije oscilacija modulirajućeg signala na oscilacije noseće frekvencije.

U mnogim slučajevima, modulirajući signal je u obliku impulsa i rezultirajućih rafala visokofrekventnih impulsa. U višekanalnim komunikacionim sistemima, niz radio impulsa se koristi kao nosilac informacija. Takav niz određuju četiri parametra: amplituda, frekvencija, trajanje (širina) i faza. Shodno tome, moguće je nekoliko opcija za pulsnu modulaciju. Naime: pulsno-amplituda, pulsno-fazna, pulsno-frekvencijska, pulsno-širina, impulsno-kodna modulacija. Impulsne vrste modulacije karakteriše povećana otpornost na šum u odnosu na modulaciju kontinuiranog harmonijskog signala.

Što se tiče opsega, AM modulacija je inferiornija od FM, kao što se može vidjeti sa slike, amplituda signala u nekim vremenskim momentima kod AM je manja nego kod FM, pa je stoga i kraći domet. Za prijenos noseće frekvencije konvencionalnog AM radio signala koristi se dio snage odašiljačke opreme (oko 50%). Izlaz za povećanje komunikacijskog dometa na AM je prelazak na modulaciju s jednim bočnim pojasom, što omogućava korištenje cjelokupne snage odašiljačke opreme za prijenos samo korisnog signala. Postoje i druge vrste modulacija, ali su manje uobičajene ili su od praktičnog značaja.

Modulacija signala je proces promjene jednog signala u skladu s oblikom drugog signala.
Modulacija se provodi za prijenos podataka pomoću elektromagnetnog zračenja. Tipično, sinusoidni signal (nosač) je modifikovan. Oni su:
- amplitudna modulacija;
- frekvencijska modulacija;

Modulacija je proces u kojem se visokofrekventni val koristi za prenošenje vala niske frekvencije.

Amplitudna modulacija
U sistemima amplitudne modulacije (AM), modulirajući talas mijenja amplitudu visokofrekventnog nosećeg talasa. Analiza izlaznih frekvencija pokazuje prisustvo ne samo ulaznih frekvencija Fc i Fm, već i njihov zbir i razliku: Fc + Fm i Fc - Fm. Ako je modulirajući val složen, kao što je govorni signal, koji se sastoji od mnogo frekvencija, tada će zbrojevi i razlike različitih frekvencija zauzeti dva pojasa, jedan ispod, a drugi iznad noseće frekvencije. Zovu se gornji i donji bočni. Gornji opseg je kopija originalnog konverzacijskog signala, samo pomaknut na Fc frekvenciju. Donji opseg je obrnuta kopija originalnog signala, tj. visoke frekvencije u originalu su niske frekvencije na donjoj strani. Donja strana je zrcalna slika gornje strane u odnosu na noseću frekvenciju Fc. AM sistem koji prenosi i sidebaud i nosilac poznat je kao sistem dvostrukog bočnog prenosa (DSB). Nosač ne nosi korisne informacije i može se ukloniti, ali sa ili bez nosioca, DSB signal ima dvostruko veći opseg od originalnog signala. Da biste suzili opseg, moguće je pomaknuti ne samo nosač, već i jedan od bočnih, jer nose iste informacije. Ova vrsta operacije je poznata kao modulacija nosioca sa potisnutim jednim bočnim pojasom (SSB-SC - Single SideBand Suppressed Carrier).
Demodulacija AM signala se postiže miješanjem moduliranog signala sa nosiocem iste frekvencije kao i modulator. Originalni signal se tada dobija kao zasebna frekvencija (ili frekvencijski opseg) i može se filtrirati iz drugih signala. Kada se koristi SSB-SC, nosilac demodulacije se generiše lokalno i ne može se ni na koji način uskladiti sa frekvencijom nosioca na modulatoru. Mala razlika između te dvije frekvencije uzrokuje neusklađenost frekvencija, koja je svojstvena telefonskim krugovima.

Amplitudna modulacija pomoću digitalnih signala
Poseban slučaj amplitudske modulacije je kada se niži od dva nivoa amplitude dovede na nulu, tada se proces modulacije sastoji od uključivanja i isključivanja nosača. Međutim, skokovi u prenesenoj energiji čine ovu tehniku ​​neprikladnom za prijenos podataka preko komunikacijskih mreža.

Tipovi modulacije: FM, AM, SSB
Šta je dozvoljeno, kako vrsta modulacije utiče na domet komunikacije.
Karakteristike rada sa SSB.
U Rusiji je u CB opsegu dozvoljena upotreba frekvencijske (FM), amplitudne (AM) i jednopojasne (SSB) modulacije. Koju modulaciju je bolje izabrati za komunikaciju?

Prije svega, vaša modulacija mora odgovarati modulaciji vašeg dopisnika. Velika većina ruskih korisnika CB koristi FM. Pruža zvuk najvišeg kvaliteta ako je signal dopisnika dovoljno jak. Korištenje FM vam omogućava da potisnete većinu vrsta smetnji koje su amplitudske prirode. Nedostatak FM je visok nivo šuma detektora u odsustvu signala, što zahteva precizno podešavanje praga supresora šuma.

AM se koristi za komunikaciju na srednjim i velikim udaljenostima kada je signal dopisnika preslab da bi se ostvarile prednosti FM. Maksimalni domet komunikacije pri korištenju AM i FM je gotovo isti.

Radio komunikacija korištenjem jednog bočnog pojasa ima tako velike prednosti u odnosu na AM i FM da ih je potpuno zamijenila u profesionalnim i amaterskim radio komunikacijama. SSB se pojavio u radio-amaterskim bendovima pedesetih godina. Godine 1956. u svijetu je postojalo samo nekoliko desetina amaterskih SSB radio stanica, ali je 1961. njihov broj već premašio 20 hiljada. Prvi sovjetski kratkotalasni operater koji je radio na SSB-u bio je Georgij Rumjancev (UA1DZ), jedan od najstarijih ruskih radio-amatera, L. Labutin (UA3CR), koji je počeo da radi na SSB-u 1958. godine, učinio je mnogo na popularizaciji rada na SSB-u.

SSB modulacija je došla u CB opseg mnogo kasnije: u inostranstvu - 90-ih, u Rusiji - tek poslednjih godina.

Osnovni razlog slabog korišćenja SSB-a u CB opsegu je viša cena SSB primopredajnika, koja je veća od cene AM/FM stanica za 3-5 puta, drugi razlog su osobenosti rada na SSB-u koje zahtevaju veće kvalifikacije operatera.

Kada primate stanicu sa SSB modulacijom, potrebno je da koristite dugme za fino podešavanje da biste postigli najbolju razumljivost i prirodnost glasa dopisnika. To je ono što je spriječilo široku upotrebu SSB-a u auto-radijima, čije ručno podešavanje ne bi trebalo ometati vozača tokom vožnje. Međutim, nedavno su se na tržištu pojavile sasvim pristojne SSB auto stanice, ali je cijena svega 1,5-2 puta skuplja od AM, FM stanica, koje imaju frekvencijsku stabilnost sasvim dovoljnu za rad na SSB-u dok se automobil kreće.

Mora se imati na umu da čak i uz fino podešavanje, zvuk dopisničkog glasa pri radu na SSB-u i dalje ostaje neprirodan, sa specifičnim "sintetiziranim" tembrom, koji, međutim, ne ometa prijem informacija.

Glavna prednost SSB u odnosu na AM i FM je povećanje snage korisnog emitovanog signala, koji iznosi 9 dB, odnosno 8 puta. Prema pravilima usvojenim u Rusiji, snaga nosioca CB radio stanice sa AM i FM tipovima modulacije i vršna snaga sa SSB modulacijom ne bi trebala biti veća od 10 W. Odakle dolaze dobici?

Sa SSB modulacijom, nosilac i jedan od bočnih pojasa se ne zrače, što omogućava da se sva dozvoljena snaga emituje kao jedan bočni pojas. Snaga koja prenosi korisne govorne informacije sa AM i FM je, u najboljem slučaju, 1,25 W, a sa SSB je sve 10 W. Dakle, kod prijema SSB signala od predajnika vršne snage 10 W, čujnost će biti ista kao i kod prijema AM predajnika snage 80 W!

Međutim, prednosti SSB-a ne prestaju tu. AM i FM stanice neprestano emituju snagu nosioca, bez obzira da li govorite u mikrofon ili šutite. SSB stanice ne emituju nikakvu snagu tokom pauza između riječi. Pored uštede energije i olakšavanja rada izlaznog stepena predajnika, ovo pruža dodatne prednosti kada se radi u kanalu preopterećenom stanicama. Kada koristite AM ili FM modulaciju, uključivanje snažnije stanice u potpunosti „prevazilazi“ slabiju, čineći prijem nemogućim; kada se koristi SSB, u pauzama između riječi moćne stanice nastavlja se slušanje slabije stanice. Moguće je ne samo pratiti stanicu, već i shvatiti značenje poruke. Praktično u takvim slučajevima moguće je dogovoriti prelazak na drugu frekvenciju. Ako nivo signala ometajućih stanica nije mnogo veći od nivoa primljenog, a frekvencije svih stanica su potpuno iste, shvatićete većinu informacija željene stanice, baš kao što razumete sagovornika kada pričati kada ste okruženi ljudima koji pričaju. U praksi se frekvencije ometajućih stanica uvijek razlikuju od primljene, pa zbog narušavanja odnosa između frekvencijskih komponenti spektra, govor dopisnika ometajućih stanica postaje nečitak i mnogo je lakše usmjeriti svu pažnju. na razumljiv govor vašeg dopisnika. Ovo je, naravno, tačno samo u slučaju smetnji od strane drugih SSB stanica. Ako ometajuća stanica radi sa amplitudnom ili frekvencijskom modulacijom, SSB ne daje prednosti.

Iz tog razloga se korisnici CB opsega, u kojem ne postoji frekventna diferencijacija za rad sa različitim tipovima modulacije, međusobno dogovaraju koji kanali se mogu koristiti samo SSB. Tako su se korisnici CB u evropskim zemljama dogovorili da preferencijalno koriste D opseg za rad sa SSB, ostavljajući C opseg za AM i FM.

Sve navedene prednosti SSB modulacije omogućavaju, pod jednakim uslovima, da se dobije komunikacijski opseg koji je 50-75% veći nego kod AM ili FM.

Odmah ću vas upozoriti: jednostavno neće raditi. Modulacija je previše komplikovana stvar.

Da biste razumjeli šta je modulacija, morate znati šta je frekvencija, pa počnimo s tim.
Na primjer, uzmimo zamah: frekvencija zamaha je broj potpunih oscilacija, zamaha u sekundi.
Pun, to znači da je jedna oscilacija kretanje zamaha od krajnje lijeve pozicije, dolje, kroz centar do maksimalnog nivoa na desnoj strani i onda opet kroz centar do istog nivoa s lijeve strane.
Obična dvorišna ljuljaška ima frekvenciju od oko 0,5 herca, što znači da se puni zamah završi za 2 sekunde.
Zvučnik zvučnog stupca se ljulja mnogo brže, reprodukujući notu "A" prve oktave (440 herca), čini 440 vibracija u sekundi.
U električnim kolima, oscilacije su ljuljanje napona, od maksimalne pozitivne vrijednosti, dolje, preko nulte vrijednosti napona do maksimalne negativne vrijednosti, gore, opet kroz nulu do maksimalne pozitivne vrijednosti. Ili od maksimalnog napona, preko određenog prosjeka do minimalnog, pa opet preko prosjeka, opet do maksimuma.
Na grafu (ili ekranu osciloskopa) to izgleda ovako:

Frekvencija oscilacija napona na izlazu radio stanice koja emituje nosilac na kanalu 18 mreže C u Evropi biće 27.175.000 oscilacija u sekundi ili 27 megaherca i 175 kiloherca (mega - milion; kilo - hiljada).

Da bi modulacija bila vizuelna, izmislimo dva određena signala, jedan sa frekvencijom od 1000 Hz, drugi sa frekvencijom od 3000 Hz, grafički izgledaju ovako:

Zapazimo kako su ovi signali prikazani na grafikonima s lijeve strane. Ovo su grafovi frekvencije i nivoa. Što je frekvencija signala veća, to će signal biti udesno prikazan na takvom grafikonu; što je viši njegov nivo (snaga), to je viša linija ovog signala na grafikonu.

Sada zamislite da smo dodali oba ova signala, to jest, u gotovom obliku, naš fiktivni test signal je zbir dva signala. Kako ste to složili? Vrlo je jednostavno - stavili smo mikrofon i ispred njega posjeli dvije osobe: muškarca koji je vrištao na frekvenciji od 1000 Hz i ženu koja je cičala na 3000 Hz, na izlazu mikrofona smo primili naš test signal koji izgleda ovako :

I upravo ćemo tim testnim signalom “ubaciti” mikrofonski ulaz našeg fiktivnog predajnika, proučavajući šta se proizvodi na izlazu (na anteni) i kako sve to utiče na razumljivost i domet komunikacije.

O modulaciji općenito

Modulirani signal nosioca na izlazu bilo kojeg odašiljača u svakom slučaju (sa bilo kojom modulacijom) dobija se dodavanjem ili množenjem signala nosioca sa signalom koji treba prenijeti, na primjer, signalom s izlaza mikrofona. Jedina razlika između modulacija je ono što se množi, čemu se dodaje i u kom dijelu predajnog kola se to događa.
Što se tiče prijema, sve se svodi na to da se od primljenog signala izdvoji ono čime je signal moduliran, da se pojača i učini razumljivim (čujnim, vidljivim).

Amplitudna modulacija - AM (AM, amplitudna modulacija)

Kao što vidite, kod amplitudske modulacije, nivo napona visokofrekventnih (nosećih) oscilacija direktno zavisi od veličine napona koji dolazi iz mikrofona.
Povećava se napon na izlazu mikrofona, a povećava se i napon nosioca na izlazu predajnika, odnosno više snage na izlazu, manji napon iz mikrofona, manji napon na izlazu. Kada je napon na izlazu mikrofona na određenoj centralnoj poziciji, predajnik emituje određenu centralnu snagu (sa AM modulacijom na 100% i tišinom ispred mikrofona sa 50% snage).
Dubina AM modulacije je nivo uticaja signala iz mikrofona na nivo izlazne snage predajnika. Ako je kolebanje 30%, tada će najjači impuls negativnog napona iz mikrofona smanjiti nivo izlaznog nosioca za 30% maksimalne snage.
A ovako izgleda spektar signala sa AM modulacijom (distribucija njegovih komponenti po frekvenciji):

U sredini, na frekvenciji od 27175000 Hz, imamo nosilac, a niže i više frekvencije su "bočne trake", odnosno zbir nosivog signala i audio frekvencija našeg test signala:
27175000+1000Hz i 27175000-1000Hz
27175000+3000Hz i 27175000-3000Hz
Nosilac-minus-audio signali su donji bočni pojas, a nosač-plus-audio signali su gornji bočni pojas.
Nije teško primijetiti da je za prijenos informacija dovoljan samo jedan bočni pojas, drugi samo ponavlja istu informaciju, ali samo sa suprotnim predznakom, trošeći snagu predajnika na zračenje ove duplirane informacije u zrak.
Ako uklonite nosilac koji uopšte ne sadrži korisne informacije i jedan od bočnih pojasa, dobijate SSB modulaciju (na ruskom: OBP) - modulaciju sa jednim bočnim pojasom i bez nosioca (single-sideband modulacija).

SSB modulacija (SSB, jednopojasna modulacija)

Ovako SSB izgleda na izlazu predajnika:

Vidi se da se ovaj signal ne razlikuje mnogo od AM modulacije. Razumljivo, SSB je nastavak AM, odnosno SSB nastaje iz AM modulacije, iz čijeg se signala uklanja nepotrebni bočni pojas i nosilac.
Ako pogledate spektar signala, razlika je očigledna:

Ne postoji ni nosilac ni dupli bočni pojas (ovaj grafikon prikazuje USB, tj. jednostranu modulaciju, gdje je gornji bočni pojas ostavljen, postoji i LSB, to je kada je donji bočni pojas ostavljen).
Nema nosača, nema rezervne strane - sva snaga predajnika se troši samo na prijenos korisnih informacija.
Jednostavno je nemoguće primiti takvu modulaciju na običnom AM prijemniku. Da biste primili, morate vratiti "početnu tačku" - nosioca. To je lako učiniti - poznata je frekvencija na kojoj predajnik radi, što znači da samo treba dodati nosilac iste frekvencije i pojavit će se početna točka. Znatiželjni čitalac je vjerovatno već primijetio da ako frekvencija predajnika nije poznata, onda će početna tačka biti netačna, dodaćemo pogrešan nosilac, šta ćemo čuti? A istovremeno ćemo čuti glas ili „bika“ ili „patuljka“. To će se dogoditi jer prijemnik u ovoj vrsti modulacije ne zna koje smo frekvencije imali u početku, da li su to bile 1000Hz i 3000Hz, ili 2000Hz i 4000Hz, ili 500Hz i 2500Hz - "udaljenosti" između frekvencija su ispravne, ali je počeo da se pomak, što rezultira ili "pi-pi-pi" ili "bu-bu-bu".

CW modulacija (telegraf)

Sa telegrafom je sve jednostavno - to je 100% AM modulacijski signal, samo oštar: ili postoji signal na izlazu predajnika ili ga nema. Pritisne se telegrafska tipka - signal je, otpuštena - nema ništa.
Telegraf na grafikonima izgleda ovako:

Prema tome, spektar telegrafskog signala:

To jest, frekvencija nosioca se 100% modulira pritiskom na telegrafski taster.
Zašto se na spektru nalaze 2 štapa, malo odstupajući od signala "centralne frekvencije", a ne samo jedan - nosilac?
Ovdje je sve jednostavno: kako god bilo, telegraf je AM, a AM je zbir nosivih i modulacijskih signala, budući da je telegraf (Morseova azbuka) niz pritisaka na tipke, to su također oscilacije određene frekvencije, iako niska u poređenju sa zvukom. Učestalošću pritiskanja tipke bočne trake telegrafskog signala se povlače od nosača.
Kako prenijeti takve signale?
U najjednostavnijem slučaju - pritiskom na dugme za prenos tokom tišine ispred mikrofona.
Kako primiti takve signale?
Da biste primili, potrebno je da nosač koji se pojavi u eteru na vrijeme pritiskom na tipku pretvorite u zvuk. Postoji mnogo metoda, a najjednostavniji je spojiti kolo na izlaz detektora AM prijemnika koji se oglasi svaki put kada se napon pojavi na detektoru (tj. nosilac se dovodi do detektora). Složeniji i razumniji način je da se pomiješa signal koji dolazi iz zraka sa signalom generatora (lokalnog oscilatora) ugrađenog u prijemnik, a razlika u signalima se prenese na audio pojačalo. Dakle, ako je frekvencija signala u eteru 27175000Hz, frekvencija generatora prijemnika 27174000, onda signal 27175000+27174000 = 54349000Hz i 27175000-27174000 = 1000 Hz neće ući u njih prvi zvuk na kursu neće ući na 1000 Hz. bude zvuk, njegovo pojačivač zvuka neće pojačati, ali ovdje je drugi, 1000Hz, već čujan zvuk i on će ga pojačati i čućemo "piiiiii" dok je nosilac u zraku i tišina (zračna buka) kada postoji nije.
Inače, kada dvoje ljudi počnu da emituju u isto vreme, mislim da su mnogi primetili efekat "piiiiii" koji nastaje sabiranjem i oduzimanjem nosilaca u prijemniku. Ono što se čuje je razlika između signala nosioca koji se javljaju u našem prijemniku.

FM modulacija (FM, frekvencijska modulacija)

Stvarna suština frekvencijske modulacije je jednostavna: noseća frekvencija se lagano mijenja u vremenu s naponom na izlazu mikrofona. Kada se napon na mikrofonu poveća, frekvencija se također povećava; kada se napon na izlazu mikrofona smanji, frekvencija nosioca se također smanjuje.
Smanjenje i povećanje frekvencije nosioca javlja se u malim granicama, na primjer, za CB radio stanice je plus/minus 3000 Hz sa frekvencijom nosioca od oko 27.000.000 Hz, za FM radio stanice je plus/minus 100.000 Hz.
FM modulacijski parametar - indeks modulacije. Odnos zvuka maksimalne frekvencije koji će mikrofonsko pojačalo predajnika prenijeti prema maksimalnoj promjeni noseće frekvencije pri najglasnijem zvuku. Nije teško primijetiti da je za CB to 1 (ili 3000/3000), a za FM radio stanice otprilike 6 ... 7 (100000/15000).
Kod FM modulacije, nivo nosioca (snaga signala predajnika) je uvijek konstantan, ne mijenja se ovisno o jačini zvuka ispred mikrofona.
U grafičkom obliku, na izlazu FM predajnika modulacija izgleda ovako:

Kod FM modulacije, kao i kod AM, na izlazu predajnika postoje i nosilac i dva bočna pojasa, budući da frekvencija nosača visi u vremenu sa modulirajućim signalom, udaljavajući se od centra:

DSB, DChT, fazna i druge vrste modulacije

Da budemo pošteni, treba napomenuti da postoje i druge vrste modulacije nosioca:
DSB - dva bočna pojasa i bez nosioca. DSB, u suštini AM modulacija u kojoj je nosilac uklonjen (izrezan, potisnut).
DCT - dvofrekventni telegraf, u stvari, nije ništa drugo do frekvencijska modulacija, već pritiskom na telegrafsku tipku. Na primjer, tačka odgovara pomaku nosioca od 1000 Hz, a crtica 1500 Hz.
Fazna modulacija - modulacija faze nosioca. Modulacija frekvencije pri malim indeksima 1-2 je u suštini fazna modulacija.

U nekim sistemima (televizija, FM stereo emitovanje), modulaciju nosioca vrši drugi modulirani nosilac, a on već nosi korisne informacije.
Na primjer, pojednostavljeno rečeno, FM stereo signal je nosilac moduliran frekvencijskom modulacijom, a sam signal je nosilac moduliran DSB modulacijama, gdje je jedna bočna traka signal lijevog kanala, a druga bočna traka desni audio kanal signal.

Važni aspekti prijema i odašiljanja AM, FM i SSB signala

Budući da su AM i SSB modulacije u kojima je izlazni signal predajnika proporcionalan naponu koji dolazi iz mikrofona, važno je da bude linearno pojačan i na prijemnoj i na predajnoj strani. Odnosno, ako se pojačalo pojača 10 puta, onda s naponom na svom ulazu od 1 volt, izlaz bi trebao biti 10 volti, a sa 17 volti na ulazu, izlaz bi trebao biti točno 170 volti. Ako pojačalo nije linearno, odnosno na ulaznom naponu od 1 volta, pojačanje je 10, a na izlazu 10 volti, a na 17 volti na ulazu pojačanje je samo 5, a izlaz je 85 volti, onda izobličenje će se pojaviti - piskanje i grcanje uz glasne zvukove ispred mikrofona. Ako je pojačanje, naprotiv, manje za male ulazne signale, tada će doći do zviždanja s tihim zvukovima i neugodnih prizvuka čak i kod glasnih (jer na početku svoje vibracije svaki zvuk prolazi kroz zonu blizu nule).
Linearnost pojačala za SSB modulaciju je posebno važna.

Za izjednačavanje nivoa signala u AM i SSB prijemnicima koriste se posebne komponente kola - automatski regulatori pojačanja (AGC kola). Zadatak AGC-a je da odabere takvo pojačanje prijemnih čvorova da se i jak signal (od bliskog korespondenta) i slab (od udaljenog) na kraju ispostavi da su približno isti. Ako se AGC ne koristi, slabi signali će se čuti tiho, a jaki će rastrgati emiter zvuka prijemnika na komadiće, kao što kap nikotina razdire hrčka. Ako AGC prebrzo reaguje na promenu nivoa, tada će početi ne samo da izjednačava nivoe signala od bliskih i udaljenih korespondenata, već i da „guši“ modulaciju unutar signala – smanjujući pojačanje kada se napon poveća i povećavajući ga kada se napon smanjuje, smanjujući svu modulaciju na nemoduliran signal.

FM modulacija ne zahtijeva posebnu linearnost pojačala; kod FM modulacije informacije se prenose promjenom frekvencije i nikakvo izobličenje ili ograničenje nivoa signala ne može promijeniti frekvenciju signala. Zapravo, u FM prijemniku mora biti instaliran limiter nivoa signala, pošto nivo nije važan, važna je frekvencija, a promena nivoa će samo ometati isticanje promena frekvencije i pretvaranje FM nosača u zvuk signala sa koji je moduliran.
Inače, upravo zato što su u FM prijemniku svi signali ograničeni, odnosno slabi šumovi imaju skoro isti nivo kao jak korisni signal, u nedostatku FM signala detektor (demodulator) pravi toliko buke - pokušava da se istakne promena frekvencije šuma na ulazu prijemnika i šum samog prijemnika, a u šumu je promena frekvencije veoma velika i nasumična, pa se čuju nasumični jaki zvukovi: glasna buka.
Kod AM i SSB prijemnika manje je šuma u odsustvu signala, budući da je sam šum prijemnika još uvek niskog nivoa i šum na ulazu je niskog nivoa u poređenju sa korisnim signalom, a za AM i SSB. je nivo koji je važan.

Za telegraf linearnost također nije bitna, tu se informacija prenosi samim prisustvom ili odsustvom nosioca, a njegov nivo je samo sekundarni parametar.

FM, AM i SSB na sluh

U AM i SSB signalima, impulsni šum je mnogo uočljiviji, kao što je pucketanje neispravnog paljenja automobila, škljocanje pražnjenja munje ili tutnjava iz pretvarača impulsnog napona.
Što je signal slabiji, to je njegova snaga manja, zvuk na izlazu prijemnika je tiši, a jači, glasniji. Iako AGC radi svoj posao nivelisanjem nivoa signala, njegove mogućnosti nisu beskrajne.
Za SSB modulaciju je gotovo nemoguće koristiti prigušivač buke i generalno razumjeti kada je drugi dopisnik pustio prijenos, jer kada je tišina ispred mikrofona u SSB-u, predajnik ništa ne zrači u zrak - postoji nema nosača, a ako je tišina ispred mikrofona, onda nema bočnih traka.

Impulsni šum manje utiče na FM signale, ali visok nivo šuma FM detektora čini nepodnošljivim sedenje bez šumova u odsustvu signala. Svaki put kada se dopisnički prijenos isključi u prijemniku, prati ga karakteristično "puf" - detektor je već počeo pretvarati buku u zvuk, ali supresor buke se još nije zatvorio.

Ako slušate AM prijemnik na FM prijemniku ili obrnuto, čut ćete gunđanje, ali i dalje možete razabrati o čemu pričaju. Ako slušate SSB na FM ili AM prijemniku, dobićete samo divlji audio nered od "oink-zhu-zhu-bzhu" i apsolutno nikakvu razumljivost.
Na SSB prijemniku možete savršeno slušati CW (telegraf), AM i, uz malo izobličenja, FM sa niskim indeksom modulacije.

Ako se u isto vrijeme uključe dvije ili više AM ili FM radio stanica na istoj frekvenciji, onda dobijete zbrku nosilaca, neku vrstu škripe i škripe među kojima ništa ne možete razaznati.
Ako se dva ili više SSB predajnika uključe na istoj frekvenciji, onda će se u prijemniku čuti svi koji su govorili, pošto SSB nema nosioca i nema šta da se tuče (mešati dok ne zviždi). Možete čuti sve, kao da svi sjede u istoj prostoriji i odjednom počnu pričati.

Ako u AM ili FM frekvencija prijemnika ne odgovara u potpunosti frekvenciji odašiljača, tada se na glasnim zvukovima pojavljuju izobličenje i "šištanje".
Ako se frekvencija SSB predajnika mijenja u vremenu sa nivoom signala (na primjer, oprema nema dovoljno snage), tada se u glasu može čuti grkljanje. Ako frekvencija prijemnika ili odašiljača lebdi, zvuk pluta u frekvenciji, zatim „mumlja“, pa „cvrči“.

Efikasnost tipova modulacije - AM, FM i SSB

Teoretski, naglašavam - teoretski, s jednakom snagom odašiljača, domet komunikacije ovisit će o vrsti modulacije na sljedeći način:
AM = Udaljenost * 1
Svjetsko prvenstvo = udaljenost * 1
SSB = Udaljenost * 2
U istoj teoriji, energetski, SSB nadmašuje AM za 4 puta u snazi, ili 2 puta po naponu. Dobitak se javlja zbog činjenice da se snaga predajnika ne troši na emitovanje beskorisnog nosioca i uzaludno umnožavanje informacija drugog bočnog pojasa.
U praksi, dobitak je manji, budući da ljudski mozak nije navikao da čuje šum talasa u pauzama između glasnih zvukova, a razumljivost donekle pati.
FM je također modulacija "sa iznenađenjem" - neke pametne knjige kažu da AM i FM nisu ništa bolji jedan od drugog, pa čak i FM gori, drugi tvrde da s niskim indeksima modulacije (a to su CB i amaterske radio stanice) FM nadmašuje AM 1,5 puta. Zapravo, prema autorovom subjektivnom mišljenju, FM je oko 1,5 puta „udarniji“ od AM, prvenstveno zato što je FM manje podložan impulsnom šumu i fluktuacijama nivoa signala.

AM, FM i SSB oprema u smislu složenosti i konverzije jedne u drugu

Najsloženija oprema je SSB.
Zapravo, SSB uređaj može lako raditi u AM ili FM režimu nakon zanemarljivih modifikacija.
Gotovo je nemoguće pretvoriti AM ili FM primopredajnik u SSB (morat ćete uvesti mnogo, mnogo dodatnih komponenti u kolo i potpuno prepraviti jedinicu predajnika).
Od autora: meni lično pretvaranje AM ili FM uređaja u SSB deluje potpuno suludo.
Sklopio sam SSB uređaj od nule, ali ne da pretvaram AM ili FM u SSB.

Drugi po težini je FM aparat.
Zapravo, FM uređaj već sadrži u prijemniku sve što je potrebno za detekciju AM signala, budući da ima i AGC (automatsku kontrolu pojačanja), a samim tim i detektor nivoa primljenog nosioca, odnosno punu -napredni AM prijemnik, radi samo negdje tamo, unutra (prigušivač praga buke također radi iz ovog dijela kola).
S predajnikom će biti teže, jer gotovo svi njegovi stupnjevi rade u nelinearnom režimu.
Od autora: moguće je ponoviti, ali nikad nije bilo potrebe.

AM oprema je najjednostavnija.
Za pretvaranje AM prijemnika u FM, morat ćete uvesti nove komponente - limiter i FM detektor. U stvari, limiter i FM detektor su 1 mikrokolo i nekoliko dijelova.
Pretvaranje AM predajnika u FM je mnogo jednostavnije, jer je potrebno samo da uvedete lanac koji će "brbljati" noseću frekvenciju u vremenu sa naponom koji dolazi iz mikrofona.
Od autora: Konvertovao sam AM primopredajnik u AM/FM par puta, posebno CB radio stanice “Cobra 23 plus” i “Cobra 19 plus”.