Διαμορφωμένη κυματομορφή πλάτους

Διάφοροι παράγοντες περιορίζουν τη μετάδοση του αρχικού σήματος επικοινωνίας χαμηλής συχνότητας σε μεγάλες περιοχές. Ως αποτέλεσμα, στον πομπό, τα δεδομένα του σήματος μηνύματος χαμηλής συχνότητας υπερτίθενται σε ένα κύμα υψηλής συχνότητας, το οποίο χρησιμεύει ως φορέας των δεδομένων. Αυτή η συμπεριφορά είναι διαμόρφωση. Μπορούμε να ταξινομήσουμε τη διαμόρφωση σε τρεις τύπους:

• Διαμόρφωση πλάτους (AM)
• Διαμόρφωση συχνότητας (FM)
• Διαμόρφωση φάσης (PM)

Η διαμόρφωση πλάτους είναι η μέθοδος μετάδοσης ενός σήματος κύματος μεταβάλλοντας το πλάτος του. Το AM είναι συχνά χρήσιμο για την παράδοση δεδομένων μέσω κύματος ραδιοκυμάτων και χρησιμοποιείται συνήθως στην ηλεκτρονική επικοινωνία.

Διαμόρφωση πλάτους

Η διαμόρφωση πλάτους (AM) είναι μια μέθοδος που χρησιμοποιείται στην ηλεκτρονική επικοινωνία, κυρίως για τη μετάδοση ραδιοκυμάτων μηνυμάτων. Στη διαμόρφωση πλάτους, μπορούμε να τροποποιήσουμε το πλάτος (ένταση σήματος) του κύματος ανά εκείνο του σήματος μηνύματος, όπως ένα ηχητικό σήμα.

Ρυθμισμένη κυματομορφή πλάτους

Στο AM, το πλάτος του φορέα ποικίλλει ανάλογα με την τάση ή το επίπεδο ισχύος της ροής πληροφοριών. Ο φορέας AM αποστέλλεται χωρίς καμία τροποποίηση. Το πλάτος του φορέα αυξάνεται και πέφτει σε ευθυγράμμιση με τη διαμορφωτική ροή πληροφοριών (ημιτονοειδές κύμα). Κατά τη διάρκεια της ΑΜ, η φέρουσα συχνότητα παραμένει σταθερή. Η κυματομορφή που διαμορφώνεται στο πλάτος είναι σημαντική καθώς βοηθά στην αποτελεσματική μετάδοση σημάτων με χαμηλό κόστος.

Υπάρχει μια διακύμανση στο πλάτος του φέροντος κύματος όποτε χρησιμοποιούμε διαμόρφωση πλάτους. Ως αποτέλεσμα, το πλάτος του φορέα ποικίλλει καθώς ποικίλλει η τάση ή το επίπεδο ισχύος του σήματος πληροφοριών. Το φέρον κύμα στη διαμόρφωση πλάτους δεν παρουσιάζει διακυμάνσεις σε πλάτος.

Από την άλλη πλευρά, τα δεδομένα διαμόρφωσης παίρνουν τη μορφή στοιχείων σήματος με συχνότητες που είναι είτε υψηλότερες είτε χαμηλότερες από αυτές του φορέα. Ονομάζουμε τα στοιχεία σήματος πλευρικές ζώνες και η ισχύς της πλευρικής ζώνης αποδίδεται σε διαφορές στο συνολικό πλάτος του σήματος.

Ας θεωρήσουμε ένα σήμα φορέα c(t)=Ac sin wct και m(t)=Am sin wmt ως σήμα μηνύματος. Έτσι το διαμορφωμένο σήμα δίνεται ως:

cm(t)=(Ac + Am sin wmt)sin wct 

=>  cm(t) =Ac(1 + Am/Ac sin wmt)sin wct 

μ =Am/Ac είναι ο δείκτης διαμόρφωσης.

Παραγωγή και ανίχνευση κυματομορφής διαμορφωμένης έντασης

Ας υποθέσουμε ότι δημιουργούμε τη βάση ή το σήμα του μηνύματός μας όπως περιγράφεται παραπάνω. Για να δημιουργήσουμε ένα κύμα διαμορφωμένου πλάτους, πρέπει να υπερθέσουμε αυτό το σήμα με ένα σήμα υψηλότερης συχνότητας. Αυτό το σήμα είναι γνωστό ως "σήμα φορέα". Διαφέρει από τον έναν φορέα στον άλλο.

Μια ραδιοφωνική μετάδοση, για παράδειγμα, έχει διαφορετικό σήμα φορέα από μια τηλεοπτική μετάδοση, και ούτω καθεξής. Ας υποθέσουμε ότι αυτό το σήμα φορέα αντιπροσωπεύεται ως: 

c(t)=Ac sin wct

Ως αποτέλεσμα, το σήμα φορέα έχει διαφορετικό πλάτος και συχνότητα από το σήμα του μηνύματος. Και τα δύο αυτά σήματα υπερτίθενται το ένα πάνω στο άλλο. Χρησιμοποιούμε μια βασική τρίοδο για να υπερθέσουμε αυτά τα σήματα για να εκτελέσουμε αυτόν τον σκοπό.

Μπορούμε να σχηματίσουμε το διαμορφωμένο σήμα «Β» υπερθέτοντας το σήμα μηνύματος «c» και το σήμα φορέα «Α.» Ωστόσο, το λαμβανόμενο σήμα «Β» βρίσκεται μόνο σε μία φάση. Για να λύσουμε αυτή τη δυσκολία, χρησιμοποιούμε μια συσκευή τετραγωνικού νόμου στο κύκλωμα για να τετραγωνίσουμε την κυματομορφή που προκύπτει. Η συσκευή τετραγωνικού νόμου είναι μη γραμμική και έχει ως αποτέλεσμα την έξοδο.

Στη συνέχεια, υποβάλετε αυτήν την τετραγωνική κυματομορφή σε ένα φίλτρο ζώνης. Όπως υποδηλώνει το όνομά του, το φίλτρο ζώνης διέλευσης είναι μια συσκευή που φιλτράρει τις ανεπιθύμητες συχνότητες.

Ωστόσο, η διαδικασία δεν έχει ολοκληρωθεί. Το προκύπτον διαμορφωμένο σήμα είναι σχετικά ασθενές και δεν μπορεί να αντέξει την εξασθένηση σε μεγάλη απόσταση. Απαιτεί την ενίσχυση του σήματος.

Αυτό το κάνουμε ενισχύοντας το σήμα με μια δίοδο ενισχυτή. Η ποιότητα του σήματος δεν αλλάζει. ο ενισχυτής (το τελευταίο εξάρτημα του κυκλώματος) αυξάνει μόνο την ισχύ του.

Τέλος, το ενισχυμένο και διαμορφωμένο σήμα μεταδίδεται σε πομπό ή κεραία για εκπομπή σε συγκεκριμένη συχνότητα εύρους ζώνης. Αυτή η κεραία εκπέμπει το σήμα σε μεγάλες αποστάσεις χρησιμοποιώντας ακτινοβολία.

Ωστόσο, αυτό δεν εγγυάται ότι το σήμα θα φτάσει στο στόχο του. Αντιγράφουμε το σήμα σε περιοδικά διαστήματα χρησιμοποιώντας επαναλήπτες για να μειώσουμε την εξασθένηση και τον θόρυβο.

Πλεονεκτήματα

Τα ακόλουθα είναι τα οφέλη της διαμόρφωσης πλάτους:

• Η διαμόρφωση πλάτους είναι οικονομικά αποδοτική και εύκολα προσβάσιμη.
• Η εφαρμογή της διαμόρφωσης πλάτους είναι απλή.
• Η αποδιαμόρφωση είναι απλή χρησιμοποιώντας ένα κύκλωμα με λιγότερα εξαρτήματα.
• Οι δέκτες διαμόρφωσης πλάτους είναι φθηνοί και προσιτοί, καθώς δεν απαιτούν εξειδικευμένα εξαρτήματα για τη συνέχιση της λειτουργίας.

Μειονεκτήματα

Τα παρακάτω είναι τα μειονεκτήματα της διαμόρφωσης πλάτους:

• Η διαμόρφωση πλάτους καταναλώνει πολλή ενέργεια, επομένως μειώνει την απόδοσή της.
• Σε αυτήν τη διαδικασία, χρησιμοποιούμε συχνότητα πλάτους πολλές φορές για να διαμορφώσουμε το σήμα από ένα σήμα φορέα.
• Η αρχική ποιότητα του σήματος του λήπτη είναι κακή, δημιουργώντας μια ποικιλία προβλημάτων.
• Παράγουν πολύ θόρυβο, ο οποίος μπορεί να είναι ενοχλητικός.
• Είναι εφικτό μόνο στην επικοινωνία ένας προς έναν, κάτι που αποτελεί σημαντικό μειονέκτημα.

Συμπέρασμα

Η διαμόρφωση πλάτους είναι η μέθοδος μετάδοσης σημάτων κυμάτων αλλάζοντας το πλάτος του σήματος. Η διαμόρφωση πλάτους (AM) είναι ένα άλλο όνομα για τη διαμόρφωση πλάτους. Έχει συχνή εφαρμογή στη μετάδοση δεδομένων μέσω ραδιοκυμάτων και έχει τυπική χρήση στην ηλεκτρονική επικοινωνία.

Μια ποικιλία εφαρμογών επικοινωνίας χρησιμοποιούν τροποποίηση πλάτους. Φορητά αμφίδρομα ραδιόφωνα, ραδιόφωνο μπάντας πολιτών και ραδιόφωνο αεροπορίας VHF είναι παραδείγματα τέτοιων τρόπων επικοινωνίας. Η διαμόρφωση πλάτους χρησιμοποιείται επίσης σε μόντεμ υπολογιστών όταν γίνεται αναφορά σε ραδιοφωνικές εκπομπές AM μεσαίου κύματος.