Введение
В коммуникационной системе с Амплитудной Модуляцией (АМ) речь и музыка преобразуется в электрический сигнал, при помощи устройств, таких, как микрофон. Этот электрический сигнал называется сигналом сообщения или модулирующим сигналом. Сигнал сообщения в дальнейшем используется для изменения амплитуды чистой синусоиды, называемой несущей. Частота несущей обычно намного выше, чем частота сигнала сообщения. На рисунке 1, расположенном ниже, показаны простой сигнал сообщения (Message) и немодулированная несущая (Unmodulated Carrier). На этом же рисунке показан результат амплитудной модуляции сигнала несущей частоты сигналом сообщения. Обратите внимание, что амплитуда модулированного сигнала (AM Signal) изменяется выше и ниже амплитуды несущей.
Рис. 1
Рис. 2
Амплитудная модуляция
На рисунке 2 показан амплитудно-модулированный сигнал, изображенный в нижней части рисунка 1, с дополненными пунктирными линиями, соединяющими положительные и отрицательные пики АМ сигнала. Эти пунктирные линии известны в промышленности, как огибающие радиосигнала. Если вы посмотрите на огибающие внимательнее, то заметите, что верхняя огибающая (Upper Envelope) имеет ту же форму, что и сигнал сообщения. А нижняя огибающая (Lower Envelope) имеет такую же форму, но эта огибающая "перевернута" относительно верхней огибающей (т.е. инвертирована).
В теории телекоммуникаций математическая модель AM сигнала выглядит следующим образом: AM = (DC + message) × the carrier (АМ = (DC + сигнал сообщения) × несущая) Если сигнал сообщения является простой синусоидой (как на рисунке 1), то решение этого уравнения (которое обязательно включает в себя некоторые не показанные здесь тригонометрические функции), говорит нам, что АМ сигнал состоит из трех синусоидальных сигналов.
§ Один из них – сигнал с частотой несущей.
§ Второй – сигнал с частотой, равной сумме частот несущей и сигнала сообщения
§ Третий – синусоидальный сигнал с частотой, равной разности частот несущей и сигнала сообщения
Выпелнение работы
Генерация АМ сигнала с использованием простого сигнала сообщения.
На модуле adder на программой панели управления, установив, элементы управления G и g в среднее положение собиранием схему 1.
Схема 1
С помощью элемента управления g модуля adder установили напряжение на выходе сумматора равным 1В постоянного тока.
Затем собрали схему 2 и настроили осциллограф в соответствии с инструкцией.
Схема 2
Собранной схеме соответствует блок-схема, изображенная на рисунке 5. Она реализует выделенную жирным шрифтом часть равенства:
AM = (DC + message) × the carrier.
Рис 5
Схема 3
Затем настроив схему 3, получим на осциллографе два периода сигнала сообщения.(Рис 2)
Дополнения, которые вы сделали, в следующем уравнении выделены шрифтом:
AM = (DC + message) × the carrier. (AM = (DC + Сигнал сообщения) × Несущая).
На осциллографе получаем:
Ниже на рисунке 9 показаны два ключевых параметра амплитуды модулированного сигнала. Эти параметры позволяют рассчитать коэффициент модуляции (modulation index) несущей.
Рис. 9
Рассчитаем по формуле, приведенной ниже, значение глубины модуляции АМ сигнала и запишим его в таблицу. |
Таблица 1
Максимальная амплитуда, P | Максимальная амплитуда, Q | m |