1.5.2 Энергетические характеристики ам-сигнала.
Рассмотрим соотношение мощностей несущего и боковых колебаний в однотональном АМ-сигнале.
Пусть в соответствии
с принятыми ранее обозначениями
—
амплитуда напряжения несущего колебания,
Мгновенная
мощность
несущего колебания:
Средняя за период мощность несущего колебания
где
—
период несущего колебания;
Учитывая, что
получим:
;
. (1.23)
В режиме модуляции мощность непрерывно изменяется. Ее максимальное и минимальное значения определяются выражениями:
;
так как
;
,
то
;
.
Мощность двух
боковых колебаний (при модуляции чистым
тоном). Учтем, что при
,
,тогда
(1.24)
Средняя за период
модуляции мощность будет равна:
;
(1.25)
где Т— период модулирующего колебания.
Из полученных
выражений при m=1
получим:
(1.26)
Таким образом, при 100 %-ной модуляции 2/3 всей мощности тратится на передачу несущего колебания и 1/3 — на передачу боковых частот. Обусловленное модуляцией приращение мощности, которое определяет условия выделения сообщений при приеме, в этом случае не превышает половины мощности несущего колебания. Это значит, что с энергетической точки зрения амплитудная модуляция имеет существенные недостатки.
Балансная
амплитудная модуляция. Для
более эффективного использования
мощности передатчика можно формировать
АМ-сигналы с подавленным несущим
колебанием. Такое подавление осуществляется
применим балансной амплитудной модуляции.
На основании формулы (1.21) однотональный
АМ-сигнал с балансной модуляцией
представляется в виде.
(1.27)
При многотональной
балансной модуляции аналитическое
выражение сигнала принимает вид:
(1.28)
Как и при обычной амплитудной модуляции здесь наблюдается две группы верхних и нижних боковых колебаний.
Однополосная амплитудная модуляция. Еще одна разновидность амплитудной модуляции, которая приводит к значительному улученного энергетических показателей, заключается в формирование сигнала с подавлением несущей и с подавлением верхней или нижней боковой полосы частот. Сигналы с одной боковой полосой (ОБП- или SSB-сигналы по международной классификации от англ. single sideband) по внешнему виду напоминают обычные АМ-сигналы. Однотональный ОБП-сигнал с подавленной нижней боковой частотой записывается в виде:
(1.29)
Важным преимуществом ОБП сигналов является двух кратное сокращение полосы занимаемых частот, что очень существенно для частотных уплотнения радиоканалов.
Эти недостатки устраняют при использовании передачи с надавленной несущей. Подавления осуществляется применением балансной амплитудной модуляцией.
Еще одна разновидность АМ-однополосная модуляция ОМ или ОБП, при которой передается только одна боковая полоса частот.