Двухполосная передача с подавленной несущей - Double-sideband suppressed-carrier transmission

Двухполосная передача с подавленной несущей (DSB-SC) является коробка передач на которых частоты производятся амплитудная модуляция (AM) расположены симметрично над и под несущая частота и уровень несущей снижается до самого низкого практического уровня, в идеале полностью подавляется.^[1]

В модуляции DSB-SC, в отличие от AM, волновая несущая не передается; таким образом, большая часть мощности распределяется между боковыми полосами, что подразумевает увеличение покрытия в DSB-SC по сравнению с AM при том же потреблении мощности.

Передача DSB-SC - это частный случай двухполосная передача с пониженной несущей. Он используется для системы радиоданных. Этот режим часто используется в Любительское радио голосовая связь, особенно в диапазонах высоких частот.

Спектр

DSB-SC в основном амплитудная модуляция волна без носителя, что снижает потери энергии и обеспечивает 50% -ный КПД. Это увеличение по сравнению с нормальной передачей AM (DSB), которая имеет максимальную эффективность 33,333%, поскольку 2/3 мощности приходится на несущую, которая не передает полезной информации, а обе боковые полосы содержат идентичные копии одной и той же информации. Подавленная несущая с одной боковой полосой (SSB-SC) на 100% эффективен.

График спектра сигнала DSB-SC:

Поколение

DSB-SC генерируется микшером. Он состоит из сигнала сообщения, умноженного на сигнал несущей. Математическое представление этого процесса показано ниже, где тригонометрическое тождество произведения к сумме используется.

{displaystyle underbrace {V_ {m} cos left (omega _ {m} tight)} _ {mbox {Message}} imes underbrace {V_ {c} cos left (omega _ {c} tight)} _ {mbox {Carrier} } = нижний брус {{гидроразрыв {V_ {m} V_ {c}} {2}} левый [cos left (слева (omega _ {m} + omega _ {c}) плотно) + cos left (слева (omega _ {m} -omega _ {c} ight) tight) ight]} _ {mbox {Модулированный сигнал}}}

Демодуляция

Демодуляция выполняется путем умножения сигнала DSB-SC на сигнал несущей, как и в процессе модуляции. Этот результирующий сигнал затем пропускается через фильтр нижних частот, чтобы создать масштабированную версию исходного сигнала сообщения.

{displaystyle overbrace {{frac {V_ {m} V_ {c}} {2}} left [cos left (left (omega _ {m} + omega _ {c}) плотно) + cos left (left (omega _) {m} -omega _ {c} ight) tight) ight]} ^ {mbox {Modulated Signal}} imes overbrace {V '_ {c} cos left (omega _ {c} tight)} ^ {mbox {Carrier} }}

{displaystyle = left ({frac {1} {2}} V_ {c} V '_ {c} ight) underbrace {V_ {m} cos (omega _ {m} t)} _ {ext {исходное сообщение}} + {frac {1} {4}} V_ {c} V '_ {c} V_ {m} left [cos ((omega _ {m} + 2omega _ {c}) t) + cos ((omega _ { m} -2omega _ {c}) t) ight]}

Вышеприведенное уравнение показывает, что путем умножения модулированного сигнала на сигнал несущей получается масштабированная версия исходного сигнала сообщения плюс второй член. С ${displaystyle omega _ {c} gg omega _ {m}}$ , этот второй член намного чаще, чем исходное сообщение. Как только этот сигнал проходит через фильтр нижних частот, более высокочастотная составляющая удаляется, остается только исходное сообщение.

Искажение и затухание

Для демодуляции частота и фаза генератора демодуляции должны быть точно такими же, как и у генератора модуляции, в противном случае возникнут искажения и / или затухание.

Чтобы увидеть этот эффект, примите следующие условия:

Передаваемый сигнал сообщения: ${displaystyle f (t)}$
Сигнал модуляции (несущий): ${displaystyle V_ {c} cos (omega _ {c} t)}$
Сигнал демодуляции (с небольшими отклонениями частоты и фазы от сигнала модуляции): ${displaystyle V '_ {c} cos left [(omega _ {c} + Delta omega) t + heta ight]}$

Результирующий сигнал может быть выражен следующим образом:

{displaystyle f (t) imes V_ {c} cos (omega _ {c} t) imes V '_ {c} cos left [(omega _ {c} + Delta omega) t + heta ight]}

{displaystyle = {frac {1} {2}} V_ {c} V '_ {c} f (t) cos left (Delta omega cdot t + heta ight) + {frac {1} {2}} V_ {c} V '_ {c} f (t) cos left [(2omega _ {c} + Delta omega) t + heta ight]}

{displaystyle {xrightarrow {ext {После фильтра нижних частот}}} {frac {1} {2}} V_ {c} V '_ {c} f (t) cos left (Delta omega cdot t + heta ight)}

В ${displaystyle cos left (Delta omega cdot t + heta ight)}$ условия приводят к искажению и ослаблению исходного сигнала сообщения. В частности, если частоты правильные, но неправильная фаза, вклад от ${displaystyle heta}$ постоянный коэффициент затухания, также ${displaystyle Delta omega cdot t}$ представляет собой циклическую инверсию восстановленного сигнала, которая является серьезной формой искажения.

Demodulation distortion diagram.png

Как это устроено

Лучше всего это показать графически. Ниже приведен сигнал сообщения, который можно модулировать на несущую, состоящий из пары синусоидальных компонентов с частотами соответственно 800 Гц и 1200 Гц.

DSBSC Message Signal.png

Уравнение для этого сигнала сообщения: ${displaystyle s (t) = {frac {1} {2}} cos left (2pi 800tight) - {frac {1} {2}} cos left (2pi 1200tight)}$ .

Несущая в данном случае - обычная частота 5 кГц ( ${displaystyle c (t) = cos left (2pi 5000tight)}$ ) синусоида - изображена ниже.

DSBSC Carrier Signal.png

Модуляция выполняется путем умножения во временной области, что дает сигнал несущей 5 кГц, амплитуда которого изменяется таким же образом, как и сигнал сообщения.

DSBSC Modulated Output.png

${displaystyle x (t) = underbrace {cos left (2pi 5000tight)} _ {mbox {Carrier}} imes underbrace {left [{frac {1} {2}} cos left (2pi 800tight) - {frac {1} { 2}} cos left (2pi 1200tight) ight]} _ {mbox {Сигнал сообщения}}}$

Название «подавленная несущая» происходит потому, что компонент несущего сигнала подавляется - она не появляется в выходном сигнале. Это становится очевидным при просмотре спектра выходного сигнала. На изображении, показанном ниже, мы видим четыре пика, два пика ниже 5000 Гц - это нижняя боковая полоса (LSB), а два пика выше 5000 Гц - это верхняя боковая полоса (USB), но нет пика на отметке 5000 Гц, которая - частота подавленной несущей.

DSBSC Spectrum.png

внешняя ссылка

Инструмент генерации и демодуляции DSBSC описывается как побочное применение коммерческого синхронизированного усилителя в Двухполосная модуляция с подавленной несущей.

[1] "двухполосная передача с подавленной несущей (DSB-SC)". Федеральный стандарт 1037C. Администрация общих служб. Архивировано из оригинал на 2013-03-06.

[1]