Amplitudová modulace
Amplitudová modulace (AM) patří mezi jednoduché spojité modulace. V závislosti na změně modulačního signálu se mění amplituda nosného signálu. Frekvence ani fáze nosné vlny se u této modulace nemění.
Historicky je to nejstarší druh modulace. Začala se používat při experimentech s radiovým vysíláním těsně po roce 1900.
Ve frekvenčním spektru amplitudové modulace je nosná vlna a dvě (součtové a rozdílové) postranní pásma (DSB - Dual Side Band). Mnohdy se ale z různých důvodů některé z těchto složek odstraňují a tak vznikají modulace s jedním postranním pásmem (SSB - Single Side Band, tedy dolní postranní pásmo LSB - Lower Side Band nebo horní postranní pásmo USB - Upper Side Band) nebo s potlačenou nebo alespoň redukovanou nosnou (SC - Suppresed Carrier nebo RC - Reduced Carrier).
Matematický popis
Předpokládejme, že nosnou vlnu modulujeme jednoduchým harmonickým modulačním signálem o konstantní frekvenci.
Nosnou vyjádříme následujícím vztahem:
- .
- je amplituda nosné a je její úhlová frekvence.
Jednoduchý harmonický signál jímž chceme nosnou modulovat, můžeme popsat vztahem:
- ,
- kde je fázový posuv vůči nosné .
Amplitudová modulace vznikne přidáním signálu k amplitudě nosné . Dosadíme-li do vztahu pro nosnou, dostáváme:
S použitím vzorců pro součin harmonických funkcí je možné výše uvedený výraz upravit do tvaru:
Z tohoto vzorce je vidět, že modulovaný signál se skládá z nosné a součtového a rozdílového pásma.
Typy amplitudových modulací
Amplitudových modulací je několik typů lišících se tím které z výše uvedených složek a v jakém poměru se v signálu ponechají. Červená čára na obrázcích znázorňuje modulační signál (jednoduchou sinusovku) a modrá nosnou namodulovanou příslušným typem modulace.
Časový průběh AM DSB s plnou nosnou
Časový průběh AM DSB s potlačenou nosnou
Časový průběh AM SSB s plnou nosnou
Časový průběh AM SSB s potlačenou nosnou (dochází k posunu frekvence)
- AM DSB (Dual Side Band)
- obsahuje obě postranní pásma i nosnou přesně tak, jak je to na obrázku výše.
- AM DSB SC (Dual Side Band Supressed Carrier)
- obsahuje sice obě postranní pásma, ale nosná je zcela potlačena. Toho se dosahuje použitím tzv. kruhového modulátoru.
- AM DSB RC (Dual Side Band Reduced Carrier)
- obsahuje sice obě postranní pásma i nosnou, ale její velikost je zmenšena.
- AM SSB (Single Side Band)
- obsahuje pouze jedno postranní pásmo (lze použít jak součtové, tak i rozdílové pásmo) a nosnou.
- AM SSB SC (Single Side Band Supressed Carrier)
- obsahuje pouze jedno postranní pásmo (lze použít jak součtové, tak i rozdílové pásmo) a nosná je zcela potlačena. Modulační signál je tak při použití součtového pásma pouze přetransformován do jiného frekvenčního pásma. Při použití rozdílového pásma je navíc původní pásmo zrcadleno.
- AM SSB RC (Single Side Band Reduced Carrier)
- obsahuje pouze jedno postranní pásmo (lze použít jak součtové, tak i rozdílové pásmo) a nosnou, ale její velikost je zmenšena.
Jednotlivé typy modulací mají různé vlastnosti, kterých se využívá v různých přenosových systémech. Obecně platí, že čím víc složek modulovaný signál obsahuje, tím je odolnější proti rušení při přenosu, ale zabírá širší pásmo.
Související články
- Modulace
- Frekvenční modulace (FM)
- Fázová modulace
- Pulzní modulace
- Systém nosné telefonie
- Detektor obálky
- Seznam vysílačů v Česku#AM vysílače
Externí odkazy
- Obrázky, zvuky či videa k tématu Amplitudová modulace na Wikimedia Commons
- Problémy s příjmem AM
Média použitá na této stránce
Časový průběh AM SSB s plnou nosnou
Časový průběh AM SSB s potlačenou nosnou
Časový průběh AM DSB s plnou nosnou
Autor: Berserkerus, Licence: CC BY-SA 2.5
Animated diagram illustrating the difference between radio waves modulated by amplitude modulation and by frequency modulation. The vertical axis represents the amplitude (voltage or current) of the signals and the horizontal axis represents time. The top graph, labeled "Signal" is the modulation signal applied to the transmitter, in this simple example a sinusoidal wave. For example it could be an audio signal from a microphone. The middle graph (red) labeled "AM", is the output of an amplitude modulated radio transmitter. The magnitude (voltage or current) of the sinusoidal carrier wave varies with the modulation. The bottom graph (blue) labeled "FM", is the output of an frequency modulated (FM) radio transmitter. The frequency of the carrier wave varies with the modulation.
Časový průběh AM DSB s potlačenou nosnou
Autor: Braindrain0000, Licence: CC BY-SA 4.0
AM frequency analysis diagram from Image:AM-frequency-analysis.png