Тонально-амплитудная модуляция (там)

Для того, чтобы рассмотреть основные параметры АМ-сигнала, возьмем в качестве модулирующего сигнала гармонический сигнал.

,

где V_m – амплитуда модуляции.

,

где - коэффициент амплитудной модуляции.

M≤1 – условие для неискаженной модуляции. Если М > 1, то это явление называется перемодуляцией. Далее показаны примеры АМ при различных коэффициентах М.

Спектр сигнала при тональной амплитудной модуляции

Для того, чтобы определить спектр сигнала, его надо разложить на гармонические составляющие:

Как видно из данного выражения и пояснения к нему, при ТАМ спектр сигнала состоит из трех гармонических сигналов.

График амплитудного спектра симметричен относительно несущей:

- ширина спектра

Так как , сигнал узкополосный.

Энергетические соотношения сигнала при там

Сигнал состоит из трех гармонических колебаний, и его энергетическая характеристика определяется средней мощностью трех гармонических колебаний:

,

.

Как видно из данного выражения, на боковые составляющие, в которых и содержится полезная информация, приходится всего 0,5M² мощности. Это значит, что при передаче АМ - сигнала основная мощность передатчика расходуется на передачу несущего колебания, которое не несет никакой информации, а для передачи сообщения используется только малая мощность передатчика.

ВЫВОД: Энергетические соотношения АМ сигнала неудовлетворительные.

Многотональная амплитудная модуляция

В действительности, сообщение имеет сложный спектр и представляется в виде

,

где V_n – амплитуды,

Ωn – частоты. Условие для частот: Ω₁< Ω₂< Ω₃<… Ω_N<< ω_0.

–огибающая,

.

Определим спектр. Спектр определяем так же, как и при тональной АМ:

,

где , а- парциальные коэффициенты амплитудной модуляции.

Спектр низкочастотного сигнала

s

ω

Спектр модулированного сигнала

Спектр сигнала при многотональной амплитудной модуляции отличается тем, что вместо двух боковых составляющих имеем боковые полосы по обе стороны от несущей. Верхняя боковая полоса имеет спектр, который точно повторяет спектр низкочастотного сигнала, а нижняя боковая составляющая зеркально отображена относительно несущей частоты. Каждая из боковых полос содержит одну и ту же информацию, что свидетельствует об избыточности передачи информации двумя боковыми полосами.

Ширина спектра ∆ω равна 2Ω_N. Полосу частот, занимаемую АМ - сигналом, можно уменьшить вдвое, если для передачи сообщения использовать одну боковую полосу (есть такое понятие в любительской радиосвязи – передача одной боковой полосой). При этом можно использовать как верхнюю, так и нижнюю боковую полосу. Такой вид амплитудной модуляции называют однополосным. При однополосной передаче в заданном диапазоне частот располагается в два раза больше информационных каналов, чем при двухполосной передаче.

Энергетические соотношения определяются по выражениям

,

- основная частота.

Для улучшения энергетической характеристики используют баллансную АМ с подавленной несущей.

Амплитудная модуляция довольно неустойчива к воздействию помех.