1.4.1 Радиосигналы с амплитудной модуляцией

Амплитудная модуляция (AM) является наиболее простым и очень рас­пространенным в радиотехнике способом заложения информации в высоко­частотное колебание. ПриAMогибающая амплитуд несущего колебания из­меняется по закону, совпадающему с законом изменения передаваемого со­общения, частота же и начальная фаза колебания поддерживаются неизмен­ными. Поэтому для амплитудно-модулированного радиосигнала общее вы­ражение (1.85) можно заменить следующим:

a(t) = A(t)cos(ω₀t +θ₀) . (1.88)

Характер огибающей А(t) определяется видом передаваемого сообщения.

При непрерывном сообщении (рис. 1.7, а)модулированное колебание приобретает вид, показанный на рис. 1.7,б.ОгибающаяА(t) совпадает по форме с модулирующей функцией, т. е. с передаваемым сообщениемs(t). Рисунок 1.7, б построен в предположении, что постоянная составляющая функцииs(t)равна нулю (в противоположном случае амплитуда несущего колебания А₀при модуляции может не совпадать с амплитудой немодулированного колебания). Наибольшее из­менениеA(t)«вниз» не может быть большеА₀.Изменение же «вверх» может быть в принципе и большеА₀.

Основным параметром амплитудно-модулированного колебания является коэффициент модуляции.

Определение этого понятия особенно наглядно для тональной модуляции, когда модулирующая функция является гармоническим колебанием:

s(t) = S₀ cos (Ωt + γ).

Огибающую модулированного колебания при этом можно представить в виде:

. (1.89)

Рис.1.7. а) модулированная функция ;

б) амплитудно-модулированное колебание

где Ω — частота модуляции;γ — начальная фаза огибающей; k_aм — ко­эффициент пропорциональности; - амплитуда изменения огибающей (рис. 1.8).

Рис.1.8. Колебание, моделированное по мплитуде гармонической функции

Отношениеназывается коэффициентом модуляции.Таким образом, мгновенное значение модулированного колебания

(1.90)

При неискаженной модуляции (М ≤ 1) амплитуда колебания изме­няется в пределах от минимальной A_min = A₀ (1 - М) до максимальной A_max = A₀ (1 + М)

В соответствии с изменением амплитуды изменяется и средняя за пе­риод высокой частоты мощность модулированного колебания. Пикам оги­бающей соответствует мощность, (1 + М)² в раз большая мощности несу­щего колебания. Средняя же за период модуляции мощность пропорциональ­на среднему квадрату амплитуды A (t):

. (1.91)

Эта мощность превышает мощность несущего колебания всего лишь в (1 + 0,5М²) раз. Таким образом, при 100 %-ной модуляции (М = 1) пико­вая мощность равна 4Р₀ а средняя мощность 1,5Р₀ (через обозначена мощность несущего колебания).

При передаче дискретных сообщений, представляющих собой чередова­ние импульсов и пауз, модулированное колебание имеет вид последовательности радиоимпульсов, изображенных на рис. 1.9. При этом имеется в виду, что фазы высокочастотного заполнения в каждом из импуль­сов такие же, как и при «нарезании» их из одного непрерывного гармонического колебания. Только при этом условии показанную на рис. 1.9 по­следовательность радиоимпульсов можно трактовать как колебание, моду­лированное лишь по амплитуде. Если от импульса к импульсу фаза изме­няется, то следует говорить о смешанной амплитудно-угловой модуляции.

Рис.1.9. Колебание, моделированное по мплитуде импульсной последовательности