Amplitude modulée

Quelle est l'amplitude modulée?

La amplitude modulée SUIS (Amplitude de modulation) Il s'agit d'une technique de transmission du signal dans lequel une onde électromagnétique sinusoïdale_c, chargé de transmettre un message de fréquence f_s << f_c, varie (c'est-à-dire module) son amplitude en fonction de l'amplitude du signal.

Les deux signaux voyagent comme un, un signal total (Signal AM) qui combine les deux: l'onde porteuse (Signal de transport) et la vague (Informations sur le signal) qui contient le message, comme indiqué dans la figure suivante:

La modulation d'amplitude. Source: Wikimedia Commons.

Il est à noter que les informations se déplacent de la manière qui entoure le signal AM, qui est appelé le enveloppant.

Grâce à cette technique, un signal peut être transmis sur de longues distances, donc ce type de modulation est largement utilisé par la radio commerciale et la bande civile, bien que la procédure puisse être effectuée avec tout type de signal.

Pour obtenir les informations, un récepteur est nécessaire, dans lequel un processus appelé démodulation par un détecteur d'enveloppe.

Le détecteur d'enveloppe n'est autre qu'un circuit très simple, appelé redresseur. La procédure est simple et économique, mais dans le processus de transmission, les pertes de puissance se produisent toujours.

Comment fonctionne l'amplitude modulée?

Pour transmettre le message à côté du signal du support, il ne suffit pas de simplement ajouter les deux signaux.

Il s'agit d'un processus non linéaire, dans lequel la transmission de la manière décrite ci-dessus est obtenue en multipliant le message du message par le signal du porte-parole, les deux cosenoïdaux. Et au résultat de l'ajout du signal porteur.

La forme mathématique qui résulte de cette procédure est un signal variable dans le temps e (t), dont la forme est:

E (t) = e_c (1 + m.Cos 2πf_s.t). Cos 2πf_c.t

Où l'amplitude et_c C'est l'amplitude du transporteur et m C'est l'indice de modulation, donné par:

Il peut vous servir: vitesse angulaire moyenne: définition et formules, exercices résolus

m = amplitude du message / amplitude du porteur = e_s / E_c

De cette façon: ET_s = m.ET_c

L'amplitude du message est petite par rapport à l'amplitude du porteur: par conséquent:

m <1

Sinon, la signalisation AMM n'aurait pas la forme précise du message à transmettre. L'équation de m Il peut être exprimé comme Pourcentage de modulation:

m_% = (E_s / E_c) X 100%

Nous savons que les signaux sinsénaux et cosénoïdaux sont caractérisés par une certaine fréquence et longueur d'onde.

Lorsqu'un signal est modulé, sa distribution de fréquence (spectre) est transférée, ce qui s'occupe d'une certaine région autour de la fréquence porteuse F_c (Qui n'est pas du tout modifié pendant le processus de modulation), appelé bande passante.

Étant des ondes électromagnétiques, sa vitesse dans le vide est celle de la lumière, qui est liée à la longueur d'onde et à la fréquence de:

C = λ.F

De cette façon, les informations à transmettre à partir d'une station de radio, se rendent très rapidement aux récepteurs.

Transmissions radio

La station de radio doit transformer les mots et la musique, tous des signes sonores, en un signal électrique de la même fréquence, par exemple par les microphones.

Ce signal électrique est appelé Signe de fréquence auditive, Parce que c'est dans la plage de 20 à 20.000 Hz, qui est le spectre audible (les fréquences que les humains entendent).

De nombreuses stations de radio transmettent le matin

Ce signal doit être amplifié électroniquement. Dans les premiers stades de la radio, cela a été fait avec des tubes à vide, qui ont ensuite été remplacés par des transistors, beaucoup plus efficaces.

Alors le signal amplifié est combiné avec le signal de Fréquence radiale fr à travers Circuits de modulateur AM, afin qu'il se traduit par une fréquence spécifique pour chaque station de radio. C'est la fréquence des porteurs f_c mentionné ci-dessus.

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La fréquence des stations radio AM se situe entre 530 Hz et 1600 Hz, mais les stations qui utilisent une fréquence modulée ou une FM ont plus de porteurs de fréquences: 88-108 MHz.

L'étape suivante consiste à amplifier à nouveau le signal combiné et à l'envoyer à l'antenne pour être émise comme une onde radio. De cette façon, vous pouvez vous propager dans l'espace jusqu'à ce que vous atteigniez les récepteurs.

Réception du signal

Un récepteur radio a une antenne pour capturer les ondes électromagnétiques de la station.

Une antenne se compose d'un matériau conducteur qui a à son tour des électrons libres. Le champ électromagnétique exerce une résistance à ces électrons, qui vibrent immédiatement à la même fréquence des vagues, produisant un courant électrique.

Une autre option est que l'antenne de réception contient une bobine de fil et que le champ électromagnétique des ondes radio induit un courant électrique. Dans tous les cas, ce courant contient les informations provenant de toutes les stations de radio capturées.

Ce qui suit maintenant, c'est que le récepteur radio est capable de distinguer chaque station de radio, c'est-à-dire, à l'écoute de ce qui est préféré.

Branchez-vous dans la radio et écoutez de la musique

Choisissez entre les différents signaux est réalisé par un circuit LC résonnant ou un oscillateur LC. Ceci est un circuit très simple qui contient des variables L et condensateur C définies en série.

Pour régler la station de radio, les valeurs L et C sont ajustées, de sorte que la fréquence de résonance du circuit coïncide avec la fréquence du signal pour se connecter, ce qui n'est autre que la fréquence porteuse de la station de radio: F_c.

Une fois la station à régler, le circuit entre en action démodulateur Cela mentionné au début. C'est celui qui est responsable du déchiffrement, pour ainsi dire, le message émis par la station de radio. Il l'obtient en séparant le signal de la porteuse et le signal de message, en utilisant une diode, et un circuit RC appelé filtre pass-bas.

Sur le circuit d'oscillateur LC gauche. À droite un circuit de démodulateur. Source: F. Zapata.

Le signal déjà séparé remonte à un processus d'amplification et à partir de là va aux haut-parleurs ou aux écouteurs afin que nous puissions l'écouter.

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Le processus est décrit ici largement, car en réalité, il y a plus d'étapes et est beaucoup plus complexe. Mais cela nous donne une bonne idée de la façon dont la modulation de l'amplitude se produit et comment elle atteint les oreilles du récepteur.

Exemple résolu

Une onde porteuse a une amplitude ET_c = 2 V (RMS) et fréquence F_c = 1.5 MHz. Est modulé par un signal de fréquence FS = 500 Hz et amplitude ET_s = 1 V (RMS). Quelle est l'équation du signal AM?

Solution

Les valeurs appropriées sont remplacées dans l'équation du signal modulé:

E (t) = e_c (1 + m.Cos 2πf_s.t). Cos 2πf_c.t

Cependant, il est important de noter que l'équation comprend des amplitudes de pointe, qui dans ce cas sont des tensions. Par conséquent, il est nécessaire de passer le RMS aux tensions de crête multipliant par √2:

ET_c = √2 x 2 v = 2.83 V; ET_s = √2 x 1 v = 1.41 V

M = 1.41/2.83 = 0.5

E (t) = 2.83 [(1 + 0.5COS (2π.500.t)] cos (2π.1.5 x 10⁶.t) = 2.83 [(1 + 0.5COS (3.14 x 10³.t)] cos (9.42 x 10⁶.t)

Les références

1. Analphabète. Systèmes de modulation. Récupéré de: illustecnicos.filet.
2. Giancoli, D.  2006. Physique: principes avec applications. 6^e. Ed Prentice Hall.
3. Quesada, f. Laboratoire de communication. La modulation d'amplitude. Récupéré de: OCW.bavoir.UPCT.est.
4. Santa Cruz, ou. Transmission de modulation d'amplitude. Récupéré de: enseignants.Frc.UTN.Édu.ardente.
5. SERAY, R., Jewett, J. (2008). Physique pour la science et l'ingénierie. 2ieme volume. 7^mame. Élégant. Cengage Learning.
6. Onde porteuse. Récupéré de: est.Wikipédia.org.