Принципы радиосвязи амплитудная модуляция сообщение

Обновлено: 27.04.2024

Режим амплитудной модуляции ( АМ ) реализуется технически проще и появился в аппаратуре радиосвязи существенно раньше, чем частотная модуляция ( FM ).

Уже в середине 20-го века водители-дальнобойщики - начиная с США, а далее по всему миру - стали массово использовать для связи радиостанции cb (Citizen Band) диапазона ( 27 МГц ) в режиме амплитудной модуляции . Тогда же АМ модуляция стала де факто стандартной для дальнобойщиков по всему миру.

Частотная модуляция ( FM ) появилась позднее, но в области гражданской радиосвязи практически полностью вытеснила амплитудную (за исключением водителей-дальнобойщиков и авиационных диапазонов).

Дальнобойщики преимущественно применяют АМ в силу укоренившихся традиций (хотя в режиме FM модуляции современная радиоаппаратура способна обеспечить более качественную и дальнюю радиосвязь).

Недостатки АМ модуляции:

все помехи (природные и техногенные) носят - как и полезный сигнал - амплитудный характер, поэтому уровень помехозащищённости в режиме АМ модуляции гораздо хуже, чем в режиме частотной модуляции ( FM )
для качественной передачи в режиме АМ модуляции требуется высокая линейность характеристик передающего тракта. Если применять компактные или плохо настроенные антенны (у которых реактивная составляющая нагрузки высока) - ухудшается линейность, что плохо сказывается на качестве ( искажения звука ). Т.е. в FM работа с неидеальными антеннами сказывается только на дальности связи, а в АМ - и на дальности, и на качестве связи
Если применять хорошую - длинную, эффективную, хорошо настроенную - автомобильную антенну - дальность связи будет в АМ достаточно большой, но не исключена ситуация, что в зоне приёма окажутся одновременно работающие на передачу разные"операторы" - и тогда получится эффект "переполненной комнаты" - будут слышны одновременно несколько разговоров.

Поэтому среди автотуристов, использующих cb рации в автомобильных поездках (возможность радиосвязи с дальнобойщиками существенно повышает безопасность поездок на трассе), популярны переносные AM/FM рации серии Штурман (не требуют стационарной установки в автомобиль, способны работать с очень компактными ( 14-30 см ) вынесенными на крышу автомобиля магнитным основанием Дельта антеннами (дальность приёма 5-7 км, что отсекает ненужные далёкие разговоры, создающие только лишний шум).

Штурман-90 - наиболее популярная (по состоянию на декабрь 2019г) переносная AM/FM cb рация с возможностью использования как в автомобиле, так и в переносном варианте (с высокой дальность связи в условиях плотного леса и перепадов высот)

Что же касается переносных раций любых диапазонов частот - тут в безусловные лидеры вышла FM - частотная модуляция (за счёт возможности обеспечить более дальнюю и качественную связь).

АМ раций в диапазонах 136-175/400-520 МГц обнаружить не удастся (да и не разрешена амплитудная модуляция в этих диапазонах).

В режиме FM модуляции - за счёт более высокой помехозащищённости, чем в АМ - есть возможность эффективной работы со слабым сигналом (разумеется, при условии достаточного уровня избирательности и эффективной схемы шумоподавителя).

В ходе экспериментов мы получали - при правильно реализованном FM - дальность в FM при одинаковых параметрах рации в 2 раза более высокую (если рассматривать обычные импортные cb рации, где не самая продвинутая схема амплитудного шумоподавителя и низкая избирательность - там в FM дальность не намного выше, чем в АМ - но качество связи в FM и там выше).

В заключение приведу советы по выбору переносных радиостанций в зависимости от условий использования и несколько тестов работы переносных раций:

С помощью электромагнитных волн можно передавать речь, музыку другие звуки и сигналы на расстояние.

Радиосвязь – передача информации с помощью электромагнитных волн.

Важным принципом радиосвязи является использование модуляции (амплитудной или частотной) под действием сигнала, несущего информацию, например, звукового.

Так можно изобразить схему радиопередатчика:

Электромагнитные колебания звуковой частоты не способны излучаться антенной. Поэтому для осуществления радиотелефонной связи необходимо использовать высокочастотные колебания.

Незатухающие гармонические колебания высокой частоты вырабатывает генератор. Для передачи звука эти высокочастотные колебания изменяют, или как говорят, модулируют с помощью электрических колебаний низкой (звуковой) частоты.

Так выглядит схема радиоприемника:

В приемнике из модулированных колебаний высокой частоты выделяются низкочастотные колебания. Этот процесс называется детектированием (демодуляцией).

Полученные в результате детектирования колебания соответствуют тем звуковым колебаниям, которые воздействовали на микрофон передатчика. После усиления колебания низкой частоты могут быть превращены в звук.

Радиоприемник имеет колебательный контур, настроенный на частоту радиостанции, поскольку радиоприем связан с явлением резонанса.

Простейший детекторный приемник состоит из контурной катушки L, конденсатора настройки переменной емкости С, полупроводникового диода D, конденсатора С1 (фильтр), телефона.

Приемник работает исключительно за счет энергии электромагнитных волн. Поэтому высокие требования предъявляются к антенне А и заземлению приемника. Так как выходная мощность приемника невелика, то прием возможен только на головной телефон.

Образовательная: рассмотреть принцип передачи электромагнитных волн на расстояние. Методы и приемы радиосвязи.

Развивающая: продолжить развитие умения анализировать, сопоставлять, сравнивать, выделять главное, устанавливать причинно-следственные связи; приводить примеры, формировать умения работы с литературой, картами, таблицами, схемами и т.д.

Воспитательная: Показать роль эксперимента в торжестве теории. Расширить кругозор учащихся.

Ход урока.

I. Орг момент.

II. Повторение ранее изученного материала.

III. Изучение нового материала.

Работы Герца в области электромагнитных волн имели основополагающее значение для дальнейшего развития в этой области физики. Его опыты были многократно повторены, усовершенствованы и в конечном итоге привели к изобретению радио и телевидения.

Изобретение радио А.С.Поповым.

Изучение свойств электромагнитных волн, теоретически предсказанных М. Фарадеем и Д. Максвеллом и практически доказанных Г. Герцем, приводило к мысли о возможности их использования для организации беспроволочной связи. Несколько исследователей попытались решить эту задачу. Добились успеха наш соотечественник А.С. Попов итальянец Г. Маркони.

7 мая 1895г. А. С. Попов впервые продемонстрировал работу своего "прибора для обнаружения и регистрирования электрических колебаний" на заседании Русского физико-химического общества в ходе обстоятельного доклада.

Прибор откликался на посылки волн от "герцевского вибратора", возбуждаемого катушкой Румкорфа, на расстоянии 25 метров. Это была демонстрация первого в мире радиоприёмника, открывшего эру радио.

Приемник А.С. Попова.

А.С. Попов использовал удачный индикатор электромагнитных волн, основанный на использовании металлических опилок. Свойство металлических порошков менять свои электрические свойства под действием электромагнитных волн было использовано в приборе, который назывался когерер: в стеклянную трубочку насыпаны мелкие опилки и сделаны металлические выводы из нее.

Приемник А.С. Попова выглядел так…

Первая в мире смысловая радиограмма, осуществленная 7 марта 1895 года А.С. Поповым, содержала всего два слова: "Генрих Герц" как дань уважения памяти великого ученого, открывшего дверь в мир радио.

Принципы радиосвязи.

Для передачи информации радио использует звук, т.е. колебания с частотой до 20кГц. Электромагнитная волна на таких частотах распространяться практически не будет. Ей нужны частоты порядка сотен килогерц (в 10 раз больше). но высокие частоты мы не сможем услышать. Чтобы решить эту проблему в радиосвязи используют процессы модуляции и демодуляции.

Модуляция.

Говоря просто, модуляция это процесс при котором высокочастотная волна используется для переноса низкочастотной волны. Высокочастотная электромагнитная волна хорошо распростроняется в пространстве, а низкочастотные сигналы голоса и музыки нет. Таким образом в радио сигналы голоса и музыки модулируют высокочастотную несущую в несколько сотен килогерц, и этот модулированный высокочастотный сигнал затем передается. На приемнике эта модулированная высокочастотная волна демодулируется для получения изначальных сигналов голоса и музыки. Существует три параметра несущей, которые можно изменять: амплитуда, частота и фаза. И, соответственно, по крайней мере три вида модуляции: амплитудная (АМ), фазовая, частотная (FM)

Одним из основных параметров АМ, является коэфициент модуляции(M).
Коэффициент модуляции — это отношение разности между максимальным и минимальным значениями амплитуд модулированного сигнала к сумме этих значений(%).
Проще говоря, этот коэффициент показывает, насколько сильно значение амплитуда несущего колебания в данный момент отклоняется от среднего значения.
При коэффициенте модуляции больше 1, возникает эффект перемодуляции, в результате чего происходит искажение сигнала.

Данный спектр свойственен для модулирующего колебания постоянной частоты.

На графике, по оси Х представлена частота, по оси У — амплитуда.
Для АМ, кроме амплитуды основной частоты, находящейся в центре, представлены также значения амплитуд справа и слева от частоты несущей. Это так называемые левая и правая боковые полосы. Они отнесены от частоты несущей на расстояние равное частоте модуляции.
Расстояние от левой до правой боковой полосы называют ширина спектра.
В нормальном случае, при коэффициенте модуляции

Читайте также: