Амплітудна модуляція та її вдосконалення

На панелі будь-якого сучасного радіоприймача є перемикач AM-FM. Як правило, звичайний споживач не замислюється про те, що означають ці букви, йому достатньо запам'ятати, що на FM є його улюблена УКВ-радіостанція, що транслює сигнал в стереозвучанні і з прекрасним якістю, а на АМ можна зловити «Маяк». Якщо ж вникнути в технічні подробиці хоча б на рівні користувальницької інструкції, то з'ясується, що АМ - це амплітудна модуляція, а FM - частотна. Чим же вони відрізняються?

амплітудна модуляція

Для того щоб з гучномовця радіоприймача зазвучала музика, звуковий сигнал має зазнати певних змін. У першу чергу його слід зробити придатним для радіотрансляції. Амплітудна модуляція стала першим способом, яким інженери-зв'язківці навчилися передавати мовні та музичні програми в ефірі. Американець Фессенден в 1906 році за допомогою механічного генератора отримав коливання в 50 кілогерц, що стали першою в історії несучою частотою. Далі він вирішив технічну проблему найпростішим способом, встановивши мікрофон на виході обмотки. При впливі звукових хвиль на вугільний порошок всередині мембранної коробки змінювалося його опір, і величина сигналу, що надходить від генератора на передавальну антену, зменшувалася або збільшувалася в залежності від них. Так була винайдена амплітудна модуляція, тобто зміна розмаху несучого сигналу таким чином, щоб форма обвідної лінії відповідала формі переданого сигналу. У двадцяті роки механічні генератори були витіснені електронно-ламповими. Це значно зменшило габарити і вага передавачів.

квадратурная амплітудна модуляція

Частотна модуляція відрізняється від амплітудної тим, що розмах несучої хвилі залишається незмінним, змінюється її частота. У міру розвитку електронної бази та схемотехніки з'явилися інші способи, за допомогою яких інформаційний сигнал «сідав» на частоту радіодіапазону. Зміна фази і широти імпульсу дали назву фазової і широтно-імпульсної модуляціям. Здавалося, що амплітуда модуляція як спосіб радіотрансляції застаріла. Але вийшло інакше, вона зберегла свої позиції, хоча і в дещо зміненому вигляді.

Квадратурна амплітудна модуляція

Зростаючі вимоги до інформаційної насиченості частот спонукали інженерів шукати способи збільшити кількість каналів, що передаються на одній хвилі. Можливості багатоканальної трансляції визначаються теоремою Котельникова і бар'єром Найквиста, однак, крім квантування сигналу, з'явилася можливість збільшити інформаційне навантаження на канал зв'язку за допомогою зміни фази. Квадратурна-амплітудна модуляція - це такий спосіб передачі, при якому на одній частоті передаються різні сигнали, зсунуті по фазі відносно один одного на 90 градусів. Чотирьохфазної утворює квадратуру або комбінацію двох складових, описуваних тригонометричними функціями sin і cos, звідси й назва.

Квадратурна амплітудна модуляція набула широкого поширення в цифрового зв'язку. За своєю суттю вона являє собою поєднання фазной і амплітудної модуляції.