Modulação e demodulação de amplitude: 7 fatos importantes

CONTEÚDO

  • O que é modulação de amplitude
  • Virtudes, limitações e modificações da modulação de amplitude
  • Modulação VSBSC
  • Modulação DSBSC
  • Modulação SSB
  • DSBSC x SSBSC
  • Vantagens desvantagens

O que é modulação de amplitude?

Defina a modulação de amplitude:

“Um procedimento de modulação onde a amplitude da portadora é variada em relação ao valor instantâneo do sinal de modulação é chamado de Modulação de Amplitude”.

Modulação de amplitude
Modulação de amplitude, Crédito de imagem - Almuhammedi at Wikipedia árabeModulação de amplitude, marcado como domínio público, mais detalhes sobre Wikimedia Commons

Do contexto das comunicações, uma motivação principal para a modulação seria facilitar a transmissão deste sinal portador de informações através de um canal de comunicação ou estação de rádio através de uma banda passante prescrita. Com base nisso, podemos classificar a modulação de onda contínua em duas categorias amplas: modulação em amplitude e modulação em ângulo. Ambas as modulações se diferenciam por fornecerem recursos espectrais absolutamente distintos e, como resultado, vantagens funcionais distintas. A classificação é completada com base no fato de a amplitude da onda portadora sinusoidal, ou a frequência ou fase e o ângulo da onda portadora sinusoidal variarem por natureza com o sinal de informação.

Ilustração da Modulação de Amplitude 1
Ilustração de AM, Crédito de imagem - Ivan AkiraIlustração de modulação de amplitudeCC BY-SA 3.0

Conceitos de modulação de amplitude:

Considere que um sinal de portadora é caracterizado por,

                                  C (t) = Ac porque (2πfct)

Aqui umC é a amplitude do sinal da portadora e fc é a frequência do sinal da portadora. A informação ou sinal de mensagem é indicada pelo termo m (t); Uma onda modulada em amplitude (AM) pode, portanto, ser descrita em função do tempo da seguinte forma:

                                          s (t) = Ac[1 + Kam (t)] cos (2πfct)

Onde Ka é uma constante denominada sensibilidade de amplitude. Caracteristicamente, a amplitude da portadora, o sinal de mensagem são declarados em volts e a sensibilidade de amplitude é representada em volt-1

  1. A amplitude de |Kam (t) | é geralmente menor que a unidade;

                       |Kam (t) | <1, para todo t

  • A frequência da operadora (fc ) é muito maior do que a frequência máxima. elemento representado por W do sinal de mensagem m (t);

                                         fc >> W

  • Para + ve freq., A freq. da onda de modulação de amplitude é igual a (fc + W), e a menor freq. elemento é igual a (fc - W). A diferença entre esses dois freq. termos como a largura de banda de transmissão (BT) da onda de modulação de amplitude, que é precisamente o dobro da largura de banda do sinal de mensagem (W). então

                                     BT = 2W

Índice de modulação de modulação de amplitude:

O índice de modulação indica quanta variável modulada do sinal da portadora flutua em torno de seu nível não modulado. Na modulação de amplitude, essa quantidade também chamada de profundidade de modulação, especifica exatamente o quanto a variável modulada difere em torno de seu nível original.

O índice de modulação matemática é, ma, definido por,

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     Onde, K = proporcionalmente constante;

              Vm = amplitude do sinal de modulação;

              Vc = amplitude do sinal portador;

Nós sabemos isso,

               A= amplitude do sinal modulado = Vc(1 + masemωmt)

então,          Amax = Vc(1 + ma) e Aminutos = Vc(1 ma)

Finalmente, o índice de modulação,

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O que é modulação VSB-SC?

Definir a modulação do sistema de banda lateral vestigial na modulação de amplitude:

A modulação de banda lateral única funciona razoavelmente para um sinal de informação com uma lacuna de energia centrada em torno da frequência '0'. Se mais informações devem ser transmitidas em um determinado momento, então é necessário um BW maior correspondente, por exemplo: televisão

  • SSB pode desempenhar um papel importante na redução da largura de banda
  • Podemos analisar o caso da transmissão de vídeo para sistema de televisão
  • Largura de banda ocupada pelo sinal de vídeo da TV no mínimo 4 MHz. Portanto, um BW transmitido de pelo menos 9 MHz seria necessário. Então SSB é usado para salvar o BW
  • Ao usar o SSB, deve-se ter cuidado para ver na extremidade do receptor. Nenhum problema de demodulação surge. Então, o portador passou sem diminuir ou como está.
  • Como a resposta de fase do filtro nas bordas da banda de passagem plana é alta, tem um efeito negativo sobre os sinais de vídeo recebidos em um receptor de TV, uma parte indesejada, ou seja, a banda lateral inferior também é transmitida. O efeito disso é a produção de um sistema de transmissão vestigial também conhecido como AGC. Um espectro de frequência típico deste tipo é mostrado:
640px Ssb de
SSB, Crédito de imagem - de: Usuário: DB1BMNSsb-de, marcado como domínio público, mais detalhes sobre Wikimedia Commons
  • 1.25 MHz da banda lateral inferior são transmitidos junto com o USB de forma que as frequências mais baixas do USB requerido não sejam distorcidas em sua fase pelo filtro de banda lateral vestigial, pois apenas 1.25 MHz do LSB é transmitido; uma economia de quase 3 MHz de espectro VHF é produzida com cada canal de TV. Isso o torna promissor para permitir que vários números de canais estejam na mesma largura de banda.
  • Na figura acima, observou-se que a resposta em frequência do amplificador de vídeo receptor ao som ocupa uma banda de frequência próxima à resposta em frequência do amplificador de vídeo. O som ocupa uma banda de frequência próxima ao vídeo, pois é necessário com a imagem e, na prática, não é possível ter um receptor separado para receber o som operando em uma frequência distante, ou seja, longe da frequência de vídeo.
  • No receptor de televisão, a atenuação é fornecida intencionalmente para a frequência de vídeo de 0 a 1.25 MHz. a razão para isso é que a potência extra é transmitida para esta parte da informação do sinal de vídeo, uma vez que é transmitida em ambas as bandas laterais, isso teria produzido uma ênfase desnecessária na saída de vídeo do receptor se a atenuação estivesse ausente.

O que é modulação DSB-SC?

Definir a modulação de banda dupla na modulação de amplitude:

Fundamentalmente, a modulação da portadora suprimida por banda lateral dupla (DSB-SC) compreende o produto do sinal de mensagem e a onda portadora, conforme mostrado na equação

                              s (t) = c (t) m (t)

                                     = Ac porque (2πfc t) m (t)

Consequentemente, o dispositivo utilizado para produzir o sinal modulado DSB-SC é denominado 'modulador de produto'. Também é identificado fato de que, ao contrário do AM, a modulação DSB-SC é reduzida a '0' em qualquer momento em que o sinal de mensagem não está presente.

Assim, o aparelho usado para criar a onda controlada por DSB-SC é denominado modulador de produto. Além disso, entendemos que, ao contrário de qualquer modulação de amplitude, a modulação DSB-SC é reduzida a zero se o código de mensagem for desligado.

Geralmente, o sinal entra em uma mudança de fase se o sinal de mensagem não for zero. O pacote de um sinal controlado DSB-SC é tão diferente do sinal da mensagem, o que significa que a demodulação simples com a detecção do pacote não é uma escolha viável para a modulação DSB-SC.

Recursos do DSB-SC:

  • Apenas duas bandas laterais com portadora suprimida são transmitidas
  • Com o suporte suprimido, a economia de energia para m = 1 é de 66%
  • Requer menos largura de banda
  • Tem modulação balanceada

O que é modulação SSB-SC?

Definir modulação de banda lateral única (SSB-SC):

Ao suprimir o portador, Modulação DSB-SC tem um limite significativo de modulação de amplitude quando se trata de desperdício de eletricidade transmitida. Para cuidar de outra restrição significativa da modulação de amplitude no que diz respeito à largura de banda da estação, teremos que suprimir uma das duas bandas laterais da onda modulada DSB-SC. Este ajuste da modulação DSB-SC é exatamente o que implementado na modulação SSB. Significativamente, a modulação SSB está sujeita inteiramente na banda lateral inferior e na banda lateral superior para transmitir a transferência da mensagem através dos canais de comunicação com base em qual banda lateral é de fato comunicada.

A banda lateral única pode ser representada matematicamente como;

                    sssb (t) = s (t). cos (2πf0t) - ŝ (t). sin (2πf0t),

Onde, s (t) é a mensagem, ŝ (t) é sua Transformada de Hilbert, e f0 é a frequência da portadora de rádio.

Recursos SSBSC:

Um SSBSC possui os seguintes recursos:

  • Apenas uma banda lateral é transmitida
  • Com um limite lateral para m = 1, é 83.3%
  • Sua largura de banda é mínima
  • Este é um modulador de método de deslocamento de fase.

Comparação entre DSB-SC e SSB-SC:

                  DSB-SC                  SSB-SC
Apenas duas bandas laterais com portadora suprimida são transmitidas.   Com o suporte suprimido, a economia de energia para m = 1 é de 66%   Requer menos largura de banda     Tem modulação balanceada    Apenas uma banda lateral é transmitida     Com um limite lateral para m = 1, é 83.3%   Sua largura de banda é mínima     Este é um modulador de método de deslocamento de fase.  

Vantagens e desvantagens da modulação de amplitude:

VANTAGENS de AM

  • Antena pequena.
  • Comunicação de longo alcance.
  • Usando repetidor qualquer comunicação à distância é possível.
  • O ruído pode ser eliminado.

DESVANTAGENS de AM

  • A necessidade de energia é alta.

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