Transmisja z tłumieniem nośnej z podwójną wstęgą boczną

Transmisja z tłumieniem nośnej z podwójnym pasmem bocznym ( DSB-SC ) to transmisja , w której częstotliwości wytwarzane przez modulację amplitudy (AM) są rozmieszczone symetrycznie powyżej i poniżej częstotliwości nośnej , a poziom nośnej jest zredukowany do najniższego praktycznego poziomu, najlepiej całkowicie wytłumiony.

W modulacji DSB-SC, w przeciwieństwie do AM, nośnik fali nie jest transmitowany; w związku z tym znaczna część mocy jest rozdzielana między pasma boczne, co implikuje wzrost pokrycia w DSB-SC w porównaniu z AM przy takim samym zużyciu energii.

Transmisja DSB-SC jest szczególnym przypadkiem transmisji o zredukowanej nośnej z podwójną wstęgą boczną . Jest używany w radiowych systemach danych . Ten tryb jest często używany w amatorskiej komunikacji głosowej, zwłaszcza w pasmach o wysokiej częstotliwości.

Widmo

DSB-SC jest w zasadzie falą modulacji amplitudy bez nośnika, co zmniejsza straty mocy, dając jej 50% wydajność. Jest to wzrost w porównaniu z normalną transmisją AM (DSB), która ma maksymalną wydajność 33,333%, ponieważ 2/3 mocy znajduje się w nośnej, która nie przekazuje żadnych użytecznych informacji, a obie wstęgi boczne zawierają identyczne kopie tych samych informacji. Nośnik z tłumieniem pojedynczej taśmy bocznej (SSB-SC) jest w 100% wydajny.

Wykres widma sygnału DSB-SC:

Pokolenie

DSB-SC jest generowany przez mikser. Składa się z sygnału wiadomości pomnożonego przez sygnał nośnej. Matematyczne przedstawienie tego procesu pokazano poniżej, gdzie zastosowano tożsamość trygonometryczną produktu do sumy .

${\ Displaystyle \ underbrace {V_ {m} \ cos \ lewo (\ omega _ {m} t \ prawej)} _ {\ mbox {Wiadomość}} \ razy \ underbrace {V_ { c}\cos \left(\omega _{c}t\right)} _{\mbox{Carrier}}=\underbrace {{\frac {V_{m}V_{c}}{2}}\left[ \cos \left(\left(\omega _{m}+\omega _{c}\right)t\right)+\cos \left(\left(\omega _{m}-\omega _{c} \right)t\right)\right]} _{\mbox{Sygnał modulowany}}}$

Demodulacja

W przypadku DSBSC koherentna demodulacja odbywa się poprzez pomnożenie sygnału DSB-SC przez sygnał nośnej (z tą samą fazą, co w procesie modulacji), tak jak w procesie modulacji. Ten wynikowy sygnał jest następnie przepuszczany przez filtr dolnoprzepustowy w celu wytworzenia przeskalowanej wersji oryginalnego sygnału wiadomości.

${\ displaystyle \overbrace {{\frac {V_{m}V_{c}}{2}}\left[\cos \left(\left(\omega _{m}+\omega _{c}\right)t\ right)+\cos \left(\left(\omega _{m}-\omega _{c}\right)t\right)\right]} ^{\mbox{Sygnał modulowany}}\times \overbrace {V '_ {c}\cos \left(\omega _{c}t\right)} ^{\mbox{nośna}}}$

${\ Displaystyle = \ lewo ({\ frac {1}{2}}V_{c}V'_{c}\right)\underbrace {V_{m}\cos(\omega _{m}t)} _{\text{oryginalna wiadomość}}+ {\frac {1}{4}}V_{c}V'_{c}V_{m}\left[\cos((\omega _{m}+2\omega _{c})t)+\ cos((\omega _{m}-2\omega _{c})t)\prawo]}$

Powyższe równanie pokazuje, że poprzez pomnożenie zmodulowanego sygnału przez sygnał nośnej, wynikiem jest przeskalowana wersja oryginalnego sygnału wiadomości plus drugi człon. Ponieważ $.$ występuje znacznie częściej Gdy ten sygnał przejdzie przez filtr dolnoprzepustowy, składowa o wyższej częstotliwości jest usuwana, pozostawiając tylko oryginalny komunikat.

Zniekształcenia i tłumienie

W przypadku demodulacji częstotliwość i faza oscylatora demodulacyjnego muszą być dokładnie takie same jak oscylatora modulującego, w przeciwnym razie wystąpią zniekształcenia i/lub tłumienie.

Aby zobaczyć ten efekt, weź następujące warunki:

• Sygnał wiadomości do przesłania: ${\ Displaystyle f (t)}$
• Sygnał modulacji (nośnej): ${\ Displaystyle V_ {c} \ cos (\ omega _ {c} t)}$
• Sygnał demodulacji (z małymi odchyleniami częstotliwości i fazy od sygnału modulacji): ${\ Displaystyle V'_ {c} \ cos \ lewo [(\ omega _ {c}+\Delta \omega )t+\theta \right]}$

Wynikowy sygnał można następnie podać przez

$\ Displaystyle f (t) \ razy V_ {c} \ cos (\ omega _{c}t)\times V'_{c}\cos \left[(\omega _{c}+\Delta \omega )t+\theta \right]}$

${\ Displaystyle = {\ Frac {1} {2} }}V_{c}V'_{c}f(t)\cos \left(\Delta \omega \cdot t+\theta \right)+{\frac {1}{2}}V_{c}V' _{c}f(t)\cos \left[(2\omega _{c}+\Delta \omega )t+\theta \right]} → Po$

${\ Displaystyle {\ xrightarrow {\ tekst {Po filtrze dolnoprzepustowym}}} {\ Frac {1} {2}} V_ {c} V'_ {c} f (t )\cos \left(\Delta \omega \cdot t+\theta \right)}$

Składnia ${\ Displaystyle \ cos \ lewo (\ Delta \ omega \ cdot t + \ theta \ prawo)}$ zniekształceniem i tłumieniem oryginalnego sygnału wiadomości. W szczególności, jeśli częstotliwości są prawidłowe, ale faza jest nieprawidłowa, wkład z $jest$ współczynnikiem tłumienia, również reprezentuje inwersję cykliczną ${\ Displaystyle \ Delta \ omega \ cdot t}$ odzyskanego sygnału, co jest poważną formą zniekształcenia.

Jak to działa

Najlepiej pokazać to graficznie. Poniżej znajduje się sygnał informacyjny, który można modulować na nośną, składający się z kilku składowych sinusoidalnych o częstotliwościach odpowiednio 800 Hz i 1200 Hz.

s ${\ Displaystyle s (t) = {\ Frac {1}$ .

Nośnikiem w tym przypadku jest zwykły 5 kHz ( ${\ Displaystyle c (t) = \ cos \ lewo (2 \ pi 5000 t \ prawo)}$ ) sinusoida— na zdjęciu poniżej.

Modulacja jest wykonywana przez mnożenie w dziedzinie czasu, co daje sygnał nośny 5 kHz, którego amplituda zmienia się w taki sam sposób jak sygnał wiadomości.

${\ Displaystyle x (t) = \underbrace {\cos \left(2\pi 5000t\right)} _{\mbox{Nośnik}}\times \underbrace {\left[{\frac {1}{2}}\cos \left(2\pi 800t\right)-{\frac {1}{2}}\cos \left(2\pi 1200t\right)\right]} _{\mbox{sygnał wiadomości}}}$

Nazwa „wytłumiona nośna” pojawia się, ponieważ składowa sygnału nośnej jest tłumiona - nie pojawia się w sygnale wyjściowym. Jest to widoczne, gdy ogląda się widmo sygnału wyjściowego. Na poniższym obrazku widzimy cztery piki, dwa piki poniżej 5000 Hz to dolna wstęga boczna (LSB), a dwa piki powyżej 5000 Hz to górna wstęga boczna (USB), ale nie ma piku na znaku 5000 Hz, który jest częstotliwością stłumionej nośnej.

Ten artykuł zawiera materiały należące do domeny publicznej z normy federalnej 1037C . Administracja usług ogólnych . (obsługuje MIL-STD-188 ).

Linki zewnętrzne

• Instrument do generowania i demodulacji DSBSC jest opisany jako boczne zastosowanie komercyjnego wzmacniacza lock-in w dwupasmowej modulacji z tłumieniem nośnej .