Politechnika Śląska
Wydział AEiI
Laboratorium
z Elektroniki
Modulacja amplitudowa
Grupa 4., sekcja 8.
Dariusz Rozwadowski
Grzegorz Witek
Marcin Pocztowski
1)Wstęp teoretyczny
Modulacją nazywa się proces nanoszenia informacji na przebieg nośny. Operacja jest ta realizowana na nieliniowych układach analogowych. Jej celem jest transmisja informacji za pomocą przebiegu nośnego w wybranym kanale transmisyjnym. Sama informacja może być bardzo różnorodna: począwszy od dźwięków :głos, muzyka, telegrafowanie, i obrazów :telewizja, telefaks, do sygnałów radionawigacyjnych i zdalnego sterowania pracą urządzeń. Sygnał o przebiegu harmonicznym można modulować na trzy podstawowe sposoby :
modulacja amplitudowa (AM), poprzez oddziaływanie sygnałem modulującym na amplitudę sygnału nośnego;
modulacja częstotliwościowa (FM), poprzez oddziaływanie sygnałem modulującym na częstotliwość sygnału nośnego;
modulacja fazowa (PM), poprzez oddziaływanie sygnałem modulującym na fazę początkową sygnału nośnego.
W trakcie ćwiczenia laboratoryjnego zapoznaliśmy się z zasadą modulacji amplitudowej, której poglądowy schemat został przedstawiony poniżej :
]
Zniekształcenia wynikające z nieliniowości charakterystyki modulatora.
Układ modulacji amplitudowej nakłada sygnał modulujący na sygnał nośny w wyniku czego powstaje przebieg zmodulowany. W prawidłowym przebiegu obwiednia powinna mieć zachowany kształt sygnału modulującego.
Poniższy obraz na oscyloskopie uzyskaliśmy przy przesterowaniu :
Głębokość modulacji.
Głębokość modulacji wyznacza się jako stosunek amplitudy sygnału modulującego do amplitudy sygnału nośnego.
Us[mV] |
a |
b |
m |
6 |
6,5 |
1,2 |
0,688312 |
4 |
4,8 |
1,35 |
0,560976 |
3 |
4,2 |
1,7 |
0,423729 |
2 |
3,8 |
2 |
0,310345 |
Zależność współczynnika głębokości modulacji od amplitudy przebiegu modulującego :
Um |
a |
b |
m |
5 |
5 |
1,5 |
0,538 |
5,5 |
6 |
3 |
0,333 |
6 |
12 |
8 |
0,200 |
6,5 |
17 |
12 |
0,172 |
7 |
21 |
15,5 |
0,151 |
Zależność współczynnika głębokości modulacji od amplitudy przebiegu modulowanego :
Z wyżej przedstawionych wykresów wynika, że głębokość modulacji zależy wprost proporcjonalnie od amplitudy sygnału modulującego i odwrotnie proporcjonalnie od amplitudy sygnału nośnego. Jeśli chcemy uzyskać większą głębokość modulacji należy zwiększyć amplitudę sygnału modulującego.
4) Mnożenie dwóch sygnałów.
Idealny modulator amplitudy to układ mnożący. W najprostszym przypadku sygnałem modulującym może być przebieg sinusoidalny dany zależnością:
uS = U0 + US * cos(*t+) = Um(t)
gdzie :
U(t)=[Uo+Us*cos(ωt+ϕ)]*cos(Ωt+Φ)
4) Wnioski.
Modulację amplitudową stosuje się, aby przenieść sygnał użyteczny niskiej częstotliwości za pomocą sygnału nośnego o odpowiednio dużej częstotliwości pozwalającą na zwiększenie odporności na zakłócenia. Do modulowania stosuje się modulatory amplitudowe zbudowane na elemencie nieliniowym analogowym, w tym przypadku był to tranzystor. Z powodu nieliniowości charakterystyki tego tranzystora w sygnale wyjściowym pojawiały się pewne zniekształcenia przenoszonego sygnału, jak również została ograniczona głębokość modulacji.
