ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN SSB là gì? Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Các thiết bị điện tử khác Tên viết tắt của điều chế đơn biên (SSB), được sử dụng trong mã vô tuyến nghiệp dư, bắt nguồn từ tiếng Anh Single Side Band, có nghĩa là một dải bên. Trước khi tiếp tục xem xét điều chế đơn biên, chúng ta nhớ lại điều chế nói chung là gì. Đồng thời, chúng tôi sẽ không đề cập đến các phương pháp thực hiện nó vào lúc này. Điều chế là quá trình thay đổi một hoặc nhiều tham số của một tín hiệu nhất định dưới tác động của một tín hiệu khác. Tín hiệu điều chế thường biểu diễn các dao động đơn giản nhất, được mô tả bằng biểu thức: u = Ucos (wot + fo), trong đó U là biên độ; wo = 2pfo - tần số góc; fo - pha ban đầu; t - thời gian. Các tham số của tín hiệu như vậy là biên độ U, tần số wo (hoặc fo) và pha fo. Tín hiệu tần số thấp X (t) ảnh hưởng đến một trong các tham số này được gọi là tín hiệu điều chế. Tùy thuộc vào tham số nào bị ảnh hưởng bởi tín hiệu như vậy, có ba loại điều chế: biên độ, tần số và pha. Để phân tích dao động điều biến, chúng ta sẽ sử dụng ba ý tưởng khác nhau về tín hiệu: thời gian, phổ (tần số) và vectơ. Phù hợp với các biểu diễn này, một dao động cosine (hoặc hình sin). Trên hình. 1, và thời gian t được vẽ dọc theo hoành độ, và giá trị tức thời của biên độ U được vẽ dọc theo hoành độ. 1b, hoành độ cho thấy tần số f = w / 2p, hoành độ cho thấy biên độ. Trên đồ thị này, một dao động hình sin được mô tả như một đoạn thẳng song song với trục y. Chiều dài của đoạn tương ứng với biên độ dao động U và vị trí của nó trên abscissa tương ứng với tần số fo. Trong hình 1, một dao động hình sin được biểu diễn dưới dạng một vectơ quay ngược chiều kim đồng hồ với vận tốc góc wo = 2pfo = 2p / Tới, trong đó To là chu kỳ dao động. Độ dài của vectơ tương ứng với biên độ U và góc fo tương ứng với pha ban đầu khi bắt đầu đếm thời gian. Cần lưu ý rằng cả ba ý tưởng về tín hiệu điều chế là hoàn toàn tương đương. Chúng tôi sẽ sử dụng song song từng chế độ xem này hoặc một số chế độ xem khi thấy thích hợp nhất. Xem xét điều chế biên độ. Trong trường hợp này, biên độ U của dao động tần số cao thay đổi theo thời gian theo tín hiệu tần số thấp được truyền đi Um=U+dUx(t), trong đó dU là giá trị hằng số đặc trưng cho cường độ tác động của tín hiệu điều biến lên biên độ. Thay giá trị của biên độ Um vào biểu thức đầu tiên, chúng ta thu được Tỷ số dU / U = m, đặc trưng cho độ sâu điều chế, được gọi là hệ số điều chế. Nếu tín hiệu điều chế thay đổi theo quy luật X (t) = cosWt, Trong đó W = 2pF, F là tần số của tín hiệu điều chế, khi đó, coi pha ban đầu fo bằng XNUMX, ta có thể viết u = U (1 + m cosWt) coswot. Mở rộng ngoặc và thực hiện phép biến đổi, ta được Phương trình cuối cùng là tổng của ba dạng sóng cosin, cụ thể là dạng sóng ban đầu (không bao gồm pha fo) ở tần số fo, hoặc cái gọi là dạng sóng mang tại fo + F, tần số dải biên trên và dạng sóng ở fo-F, tần số dải biên dưới . Biên độ của các dao động bên bằng nhau và tỉ lệ với biên độ của hạt tải điện và hệ số điều chế. Trên hình. 2, a cho thấy thời gian, phổ và giản đồ vectơ của các tín hiệu điều chế và điều chế, như có thể thấy trong hình. 2b, đường bao của dao động điều hòa lặp lại hoàn toàn tín hiệu ban đầu.
Biểu đồ vectơ trong Hình 2.e là thuận tiện hơn để trình bày theo một cách hơi khác. Nếu người quan sát quay trong mặt phẳng của hình vẽ với tốc độ của vectơ sóng mang, thì vectơ này sẽ có vẻ đứng yên đối với anh ta, và các vectơ tương ứng với tần số bên trên và bên dưới sẽ quay ngược chiều nhau với vận tốc góc W. biên độ của vectơ kết quả thay đổi theo thời gian theo quy luật tần số thấp, và pha trùng với pha của dao động sóng mang (Hình 3).
Với tần số và pha điều chế, độ dài của vectơ U không đổi. Vị trí của nó trên mặt phẳng thay đổi theo thời gian. Vectơ dường như dao động so với vị trí ban đầu của nó. Góc lệch df được gọi là góc lệch pha. Độ lệch tần số df so với giá trị danh nghĩa của nó được gọi là độ lệch tần số. Sự khác biệt giữa điều chế tần số và điều chế pha là với điều chế pha, sự thay đổi tức thời góc pha xảy ra theo quy luật thay đổi trong tín hiệu tần số thấp và với điều chế tần số, tần số tức thời thay đổi theo quy luật này. Có thể xác định một tín hiệu đã cho là điều chế tần số hay điều chế pha chỉ khi biết quy luật thay đổi của tín hiệu tần số thấp. Giữa cả hai loại điều chế có một mối quan hệ toán học được xác định rõ ràng. Trong cả hai trường hợp, vectơ tương ứng với tín hiệu điều chế không quay quanh gốc của nó một cách đồng đều, mà với một số vận tốc góc thay đổi. Chúng tôi đã xem xét điều chế với một tín hiệu tần số thấp (một âm). Điều đáng quan tâm là trường hợp tín hiệu điều chế không phải là sóng hài đơn giản mà phức tạp hơn, ví dụ, chứa ba tần số trở lên. Trong trường hợp này, người ta không nói đến các tần số bên, mà là các dải bên điều chế. Khi được điều chế bởi tín hiệu giọng nói biểu thị một dao động phức tạp với phổ tần số rộng, các dải biên trên và dưới được hình thành. Nếu tần số điều chế thấp nhất là Fmin và cao nhất là Fmax, thì toàn bộ phổ chiếm bởi tín hiệu điều chế biên độ (AM) sẽ bằng 2Fmax (Hình 4).
Nghiên cứu tín hiệu dao động AM cho thấy rằng thông tin hữu ích nằm ở một trong hai dải biên điều chế, và sóng mang không có thông tin hữu ích. Trong máy phát, một phần công suất đáng kể được dành cho sóng mang, điều này làm cho việc điều chế AM không hiệu quả. Rõ ràng, để truyền thông tin cần thiết, chúng ta có thể giới hạn chỉ truyền một trong các dải biên. Sóng mang có thể được phục hồi tại máy thu bằng cách sử dụng bộ tạo dao động cục bộ công suất thấp cục bộ. Trong trường hợp này, không chỉ năng lượng dành cho việc cấp nguồn cho máy phát sẽ được tiết kiệm mà dải tần mà tín hiệu chiếm giữ cũng sẽ bị thu hẹp. Cũng có một số quan tâm đến việc truyền hai dải biên không có sóng mang (DSB) và một biên có sóng mang. Do đó, khi xem xét điều chế đơn biên (SWM), chúng ta cũng sẽ đề cập đến các loại điều chế này. Trên hình. 5 là biểu đồ tần số của phổ gốc của tín hiệu được hát lại, AM, DSB, SSB có sóng mang và SSB không có sóng mang. Một tín hiệu dải biên đơn có thể được hình thành trong khi duy trì vị trí tương đối của các thành phần tần số của phổ, như được chỉ ra trong Hình. 5f và 5d hoặc có đảo phổ (đảo ngược) (Hình 5e và 5g). Trong trường hợp đầu tiên, phổ tín hiệu đơn biên được gọi là dải biên trên hoặc phổ thông thường, trong trường hợp thứ hai, dải biên dưới hoặc phổ đảo ngược.
Hình 6 cho thấy giản đồ vectơ của AM, DSB, SSB có sóng mang và SSB không có sóng mang khi được điều chế với phổ gồm hai thành phần tần số W1 và W2. Các vector mang bị ức chế. Đối với AM (Hình 6a), chúng ta có một vectơ sóng mang và hai cặp vectơ tương ứng với hai tần số phía trên và hai tần số phía dưới. Vectơ thu được cùng pha với vectơ sóng mang.
Với DSB (Hình 6b) không có vectơ sóng mang. Do đó, vectơ kết quả hoặc trùng với vectơ của sóng mang bị triệt tiêu, hoặc hướng theo hướng ngược lại, tức là bị lệch pha một góc 180 °. Hình bên cho thấy trường hợp vectơ kết quả chỉ hướng theo hướng ngược lại. Trên hình. 6c hiển thị sơ đồ tín hiệu một biên với sóng mang. Cả hai thành phần của dải biên trên được biểu diễn bằng hai vectơ quay cùng hướng với vận tốc góc W1 và W2. Vectơ tổng có vận tốc góc (W1+W2)/2, được thêm vào vectơ sóng mang, tạo thành vectơ kết quả v. Như có thể thấy từ biểu đồ, vectơ này "đu đưa" so với vị trí ban đầu và thay đổi độ dài của nó. Như vậy, trong trường hợp điều chế đơn biên với sóng mang, có sự điều chế biên độ-tần số kết hợp. Hình 6d hiển thị sơ đồ vectơ của tín hiệu hai âm một biên. Vectơ kết quả trong trường hợp này là một vectơ quay tại (W1+W2)/2 ngược chiều kim đồng hồ. Vì một trong các vectơ luôn "bắt kịp" với vectơ kia, nên biên độ của vectơ kết quả thay đổi. Từ điều này, chúng ta cũng có thể kết luận rằng điều chế đơn biên là điều chế tần số biên độ kết hợp. Các nghiên cứu cho thấy rằng với điều chế một biên, biên độ thay đổi theo quy luật thay đổi biên độ tức thời của tín hiệu điều chế và tần số - theo quy luật thay đổi tần số tức thời của nó. Một vai trò thực tế rất quan trọng được đóng bởi các đặc tính thời gian của các tín hiệu được thảo luận ở trên, vì chúng phải được gặp khi thiết lập bộ kích thích SSB bằng máy hiện sóng. Do đó, trước tiên chúng ta sẽ xem xét chi tiết các đặc tính thời gian trong quá trình điều chế với một âm sắc (Hình 7), và sau đó với hai âm sắc (Hình 8).
Tín hiệu tần số thấp hình sin ban đầu được thể hiện trong Hình 7a. Biểu đồ tín hiệu AM (Hình 7b) rất dễ xây dựng bằng cách sử dụng sơ đồ vectơ trong Hình 3. Pha của đường bao của tín hiệu AM trùng với pha của tín hiệu gốc trong toàn bộ thời gian điều chế. Hình 7c hiển thị sơ đồ tín hiệu hai chiều, được xây dựng theo Hình 2, nhưng với vectơ sóng mang bằng không. Các vectơ quay ngược chiều nhau hai lần trong một vòng quay (trong khoảng thời gian T=1/F) được cộng một cách số học và bù nhau hai lần. Do đó, mô đun của vectơ thu được thay đổi theo hình sin và pha trong một nửa chu kỳ của tín hiệu điều chế trùng với pha của sóng mang bị triệt tiêu, trong nửa còn lại thì ngược lại. Vì biên độ là một giá trị dương, nên đường bao của tín hiệu hai chiều không có sóng mang là một hình sin, nửa âm của nó được quay 180° quanh trục thời gian. Việc lấp đầy tần số cao của biểu đồ dao động là một dao động có tần số fo, pha của nó bị đảo ngược khi điện áp điều biến đi qua XNUMX. Sử dụng cùng một giản đồ vectơ của dạng sóng AM, nhưng loại bỏ một trong các vectơ tương ứng với dải biên, người ta có thể dễ dàng xây dựng dạng sóng của tín hiệu dải biên đơn với sóng mang. Đường bao trong trường hợp này cũng không tương ứng với tín hiệu ban đầu, và độ méo của đường bao sẽ càng lớn, điều chế càng sâu. Đường chấm trong hình cho thấy đường bao ở mức điều chế XNUMX%. Chu kỳ nhiệm vụ thay đổi trong khoảng thời gian tần số thấp. Hình 7e cho thấy một sơ đồ của tín hiệu một dải biên không có sóng mang. Biểu đồ là một tín hiệu hình sin thông thường, (bao quanh đường thẳng), với biên độ không đổi, với tần số wo + F hoặc wo-F. Điều chế càng sâu thì biên độ của tín hiệu càng lớn. Hãy xem xét các sơ đồ thời gian của tín hiệu hai tần số. Để đơn giản hóa việc xây dựng, ta lấy hai tín hiệu có cùng biên độ và nhiều tần số F1 và F2 = 3F1. Trong Hình 8a, đường liền nét hiển thị tín hiệu điều biến, bao gồm các dao động với các tần số được chỉ định. Hình 8b cho thấy một sơ đồ của một tín hiệu được điều chế biên độ. Đường bao của nó tương ứng với tín hiệu điều chế.
Biểu đồ của tín hiệu hai dải biên không có sóng mang (Hình 8c) có thể được xây dựng bằng cách lập luận giống như trong trường hợp tín hiệu đơn tần. Trong những thời điểm khi điện áp điều biến là dương, pha của vỏ tương ứng với pha của điện áp điều biến, và pha của lấp đầy tần số cao trùng với pha của sóng mang bị triệt tiêu. Với điện áp điều biến âm, các pha của đường bao và tần số cao bị đảo ngược. Tần số lấp đầy trong cả hai trường hợp đều bằng tần số sóng mang f0. Sơ đồ thời gian của tín hiệu hai dải biên đơn có thể được xây dựng và phân tích bằng cách tham khảo sơ đồ tương ứng trong Hình 6. Trong trường hợp của chúng ta, các vectơ quay với tốc độ W1 = 2pF1 và W2 = 2p (3F1) = 3W1 có cùng biên độ, vì vậy vectơ kết quả sẽ quay đều với tốc độ W2=(W1+3W1)/2=2W Tại thời điểm ban đầu, khi cả hai vectơ trùng nhau, độ dài của vectơ kết quả sẽ lớn nhất. Do đó, biên độ của đường bao sẽ gấp đôi biên độ của từng thành phần tần số cao. Trong một vòng quay của vectơ có vận tốc góc W1, vectơ có vận tốc góc W2=W3 sẽ "đuổi kịp" vectơ thứ nhất hai lần và ngược hướng hai lần. Theo điều này, độ dài của vectơ kết quả trong khoảng thời gian T1=1/F sẽ bằng ba lần bằng biên độ gấp đôi của dao động tần số cao và hai lần bằng không. Biểu đồ thời gian cho trường hợp này được hiển thị trong Hình 8d. Tần số lấp đầy tần số cao bằng fo+F3=fo+2F1. Cần lưu ý rằng trong phổ dao động thể hiện trong Hình 8, không có dao động nào có tần số "làm đầy", tức là với tần số sóng mang. Ngoài ra, không có dao động phức tạp trong phổ, biểu đồ thời gian của nó được thể hiện trong Hình 8d, của thành phần tần số fo + 2F. Với việc phát hiện biên độ của các tín hiệu được thảo luận ở trên, đầu ra của máy dò sẽ có điện áp tương ứng với đường bao của dao động tần số cao. Trong trường hợp AM, đường bao lặp lại tín hiệu ban đầu, vì vậy đầu ra của bộ tách sóng sẽ là tín hiệu tần số thấp ban đầu điều chế. Việc phát hiện tín hiệu sóng mang một bên cũng sẽ dẫn đến đầu ra của bộ dò điện áp tương ứng với đường bao. Tuy nhiên, vì bản thân đường bao không tái tạo chính xác tín hiệu điều chế, sản phẩm phát hiện cũng sẽ là tín hiệu bị méo, và điều chế càng sâu thì độ méo càng lớn. Rõ ràng là phát hiện DSB hoặc SSB thông thường sẽ chỉ tạo ra sự biến dạng. Ví dụ, khi được điều chế với một âm F duy nhất, phát hiện DSB sẽ dẫn đến tín hiệu 2F1 và các hài của nó, trong khi phát hiện SSB sẽ chỉ tạo ra một thành phần DC. Việc phát hiện DSB và SSB, như đã nói ở trên, được thực hiện bằng cách sử dụng bộ dao động cục bộ khôi phục sóng mang. Điều thú vị cần lưu ý là việc khôi phục tần số sóng mang trong trường hợp DSB phải được thực hiện với độ chính xác về pha (tất nhiên là trừ khi máy thu vượt qua cả hai phía). Nếu không sẽ xuất hiện những hiện tượng không mong muốn. Quá trình phát hiện được minh họa bằng giản đồ vectơ (Hình 9), trong đó sóng mang khôi phục khác pha với sóng mang bị triệt tiêu một góc f nào đó. Đồng thời, sự thay đổi độ dài của vectơ tổng trở nên nhỏ hơn, do đó hiệu quả phát hiện giảm. Khi pha bị dịch chuyển một góc f = 90 °, phát hiện biên độ sẽ không cung cấp bất kỳ điện áp tần số thấp nào ở đầu ra.
Việc phát hiện SSB với sóng mang được khôi phục trong máy thu về cơ bản giống như việc phát hiện tín hiệu một dải biên với sóng mang không được giải nén. Tuy nhiên, hình dạng của tín hiệu đầu ra (đường bao) trong trường hợp này, như đã tìm thấy ở trên, bị ảnh hưởng bởi tỷ lệ giữa biên độ của tín hiệu dao động cục bộ và biên độ của tín hiệu được phát hiện. Rõ ràng, độ méo sẽ không đáng kể khi biên độ của điện áp bộ dao động cục bộ lớn hơn biên độ của tín hiệu được phát hiện nhiều lần. Điều này có thể được nhìn thấy bằng cách xem xét sơ đồ thời gian của tín hiệu một biên với sóng mang không bị chặn (Hình 7d). Tác giả: L. Labutin (UA3CR); Xuất bản: N. Bolshakov, rf.atnn.ru Xem các bài viết khác razdela Các thiết bị điện tử khác. Đọc và viết hữu ích bình luận về bài viết này. Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất: Tiếng ồn giao thông làm chậm sự phát triển của gà con
06.05.2024 Loa không dây Samsung Music Frame HW-LS60D
06.05.2024 Một cách mới để kiểm soát và điều khiển tín hiệu quang
05.05.2024
Tin tức thú vị khác: ▪ Nhện, ăn graphene, dệt nên mạng lưới mạnh nhất ▪ Bộ xử lý âm thanh TV đa tiêu chuẩn mới và bộ giải điều chế âm thanh ▪ Nguồn cung cấp điện cho phòng thí nghiệm cao áp 800W TDK-Lambda Nguồn cấp tin tức khoa học và công nghệ, điện tử mới
Tài liệu thú vị của Thư viện kỹ thuật miễn phí: ▪ phần của trang web Từ có cánh, đơn vị cụm từ. Lựa chọn bài viết ▪ bài viết Cân bằng trắng thủ công và tự động. video nghệ thuật ▪ Bài viết về thực vật học. Bách khoa toàn thư lớn cho trẻ em và người lớn ▪ Bài viết của thợ thạch cao. Mô tả công việc ▪ bài vi mạch điều khiển chấn lưu. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện ▪ bài Nâng đôi (hai cách). bí mật tập trung
Để lại bình luận của bạn về bài viết này: Nhận xét về bài viết: George Một tín hiệu tần số thấp không có sóng mang sẽ truyền qua không khí như thế nào? Rốt cuộc, một tín hiệu tần số thấp không truyền qua không khí Tất cả các ngôn ngữ của trang này Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web www.diagram.com.ua |