1. Амплітудна модуляція

Амплітудна модуляція може бути визначена як зміна амплітуди несучої частоти за законом зміни рівня модулювального сигналу. Графік AM коливання зображений на рис. 1. а.

Рис. 1. Часовий графік і спектр AM сигналу

Для гармонійного модулювального коливання аналітичний вираз функціональної залежності з часом t AM сигналу U(t) має вигляд

(1)

де - амплітуда, кутова частота і початкова фаза сигналу несучої частоти відповідно;

т - коефіцієнт (глибина) амплітудної модуляції;

- початкова фаза модулювального коливання з частотою F;

- кутова частота модулювального коливання.

Після перетворення (для спрощення початкові фази не враховані) вираз може бути представлений у виді

(2)

Таким чином, у спектрі модульованого сигналу крім коливання несучої частоти містяться два бічних складники з амплітудою, пропорційною коефіцієнту модуляції т та з частотами віднесеними від несучої частоти f₀ на величину F. Спектр AM сигналу зображений на рис. 1, б. Ширина спектра AM сигналу дорівнює:

∆f = 2F

У разі застосування складного модулювального сигналу (наприклад, мовного сигналу в діапазоні КХ) у спектрі модульованого сигналу окрім несучої частоти присутні дві бічні смуги частот (рис. 1, в). Ширина спектра частот у цьому разі визначається як подвоєне значення максимальної частоти F_max спектра модулювального сигналу, тобто :

∆f = 2F_max

Потужність AM коливання залежить від глибини модуляції т. Глибина модуляції визначається виразом

, (3)

або у відсотках

, (4)

де U_max/U_min- відповідно максимальна та мінімальна амплітуда обвідної модульованого коливання.

Потужність коливання на несучій частоті незмінна й пропорційна значенню:

U₀²/2 . Загальна потужність сигналів у кожній бічній смузі пропорційна величині m²U₀²/8 . На практиці для зменшення ймовірності „перемодуляції" для пікових значень модулювальної функції глибина модуляції не повинна бути більшою 0,5.

Для збільшення ефективності AM та економії смуги частот може передаватися не весь спектр сигналу, а лише його одна бічна смуга. При цьому інша бічна смуга частот і несуча частота подавляються.

Розрізняють такі різновиди AM:

• двосмугова AM (DSB, Double Sideband);

• двосмугова AM із подавленою несучою частотою (DSBSC, Double Sideband Suppressed Carrier);

• односмугова AM (SSB, Single Sideband);

• односмугова AM із подавленою несучою частотою (SSBSC, Single Sideband Suppressed Carrier) і наявною нижньою чи верхньою смугою (LSB, Lower Sideband або USB, Upper Sideband);

• AM із частково подавленою однією бічною смугою (VSB, Vestigal Sideband);

• AM із двома незалежними бічними смугами (1SSB, Independent Single Sideband).

Амплітудна модуляція знайшла поширене застосування у звуковому й телевізійному мовленні. Причому в діапазонах ДХ і СХ використовується двосмугова AM, у діапазонах КХ і УКХ - односмугова AM, у діапазоні УКХ в системах телевізійного мовлення для передавання сигналів зображення -AM з однією частково подавленою бічною смугою частот.

Через низьку ефективність використання спектра в разі застосування AM потужність передавачів досить велика, що дозволяє використовувати для приймання AM сигналів РПП із простими схемами та низькою чутливістю.