Enkel sidbandsmodulering

Enkelsidbandsmodulering (amplitudmodulering med ett sidband) (OM, eng.  enkelsidbandsmodulering, SSB ) - en typ av amplitudmodulering (AM), allmänt använd i kanaliseringsutrustning för effektiv användning av kanalspektrumet och kraften hos sändande radioutrustning. SAM uppfanns 1915 av John Renshaw Carson [ 1 ] 

Formel

En enkelsidbandssignal med ett undertryckt lägre sidband har formen:

där är amplitudundertryckningsfaktorn för bärvågssignalen, är den cirkulära bärvågsfrekvensen , är den modulerande signalen, är det maximala värdet för modulen för den modulerande signalen, är Hilbert-konjugatsignalen med . I fallet med en undertryckt bärvåg är värdet (-40 dB). I fallet med ensidobandsundertryckt bärvågsmodulering för enkanalig analog telefoni kallas detta läge J3E [2] . För att dämpa det övre sidobandet placeras ett plustecken framför.

Princip

I en AM-radiosignal läggs 70 % av sändareffekten på att sända ut en bärfrekvenssignal , som inte innehåller någon information om den modulerande signalen. De återstående 30 % delas lika mellan de två sidbanden , som är en exakt spegelbild av varandra. Sålunda, utan någon skada på den överförda informationen, är det möjligt att utesluta bärvågen och ett av sidbanden från signalspektrumet och använda all sändareffekt för att endast sända ut en informativ signal.

I mottagardetektorn , för att avkoda en enkelsidbandssignal, är det nödvändigt att återställa bäraren, det vill säga blanda enkelsidbandssignalen och frekvensen för en speciell lokaloscillator . I superheterodynen är en separat lokaloscillator installerad för detta, som arbetar med en frekvens lika med den sista IF ; i en direktkonverteringsmottagare återställs bärvågen av en enda lokaloscillator hos mottagaren; direktförstärkningsmottagare är generellt sett olämpliga för att ta emot OM.

En signal med enkelsidbandsmodulering upptar ett frekvensband som är dubbelt så smalt som en amplitudmodulerad signal, vilket gör det möjligt att använda frekvensresursen mer effektivt och öka kommunikationsområdet. Dessutom, när flera stationer med OM arbetar på nära frekvenser, stör de inte varandra i form av beats , vilket uppstår när amplitudmodulering tillämpas med en ej undertryckt bärvågsfrekvens.

Nackdelen med metoden är utrustningens relativa komplexitet och ökade krav på frekvensnoggrannhet och stabilitet.

Olika metoder används för att generera OM-signalen:

• Filter (vanligast): ett hög-Q- bandpassfilter med en bandbredd lika med ett sidband placeras vid mixerns utgång . För detta ändamål används till exempel stegfilter på kvartsresonatorer eller elektromekaniska filter .
• Fasinversion (faskompensation): ett av sidobanden inverteras i fas och läggs till sig själv (kompenseras). I detta fall undertrycks bärvågen av ett filter eller en balanserad modulator .

Applikation

• OM (SSB) på grund av dess effektivitet används i stor utsträckning inom professionell och amatörradiokommunikation . AM används inte längre i detta område.
• OM används i analog utrustning för multiplexering av telefonkanaler, till exempel i sådana vanliga analoga överföringssystem som K-60P, K-300 och andra. I offentliga telefonnät ersattes analoga system av digitala överföringssystem baserade på PCM , men i ett antal avdelningar och militära system, åtminstone på det forna Sovjetunionens territorium , används det fortfarande.
• Användningen av OM (SSB) leder till en betydande komplikation och ökning av kostnaderna för att ta emot radioutrustning, därför användes enkelsidbandsmodulationssändningar i konsumentradiosändningar inte i stor utsträckning och ersattes slutligen av digital sändning i DRM- standarden . En av anledningarna till att SSB förkastas vid sändning är också kravet på hög stabilitet och noggrannhet hos referensoscillatorerna för både sändaren och mottagaren. Om detta krav inte uppfylls uppstår en karakteristisk förvrängning av ljudsignalen, en slags "syntetisk" röst. Detta är måttligt acceptabelt för talinformation, men helt oacceptabelt för musiköverföring.
• Vanligtvis använder departements-, militär- och maritima kortvågsradionätverk det övre sidobandet ( USB ).
• I amatörradio är det vanligt att använda det nedre bandet på lågfrekvensband (under 10 MHz, vilket motsvarar band upp till 40 meter inklusive), och det övre bandet på alla andra, inklusive VHF och mikrovågsugn. Många sändtagare, både professionella och amatörer, har en switch som låter dig välja vilket sidoband som helst. Ibland är det i icke-professionell utrustning, för att förenkla kretsen, endast bärvågen undertryckt (denna metod kallas DSB - engelska  dubbelsidband ) [3] , vilket gör att du på ett tillfredsställande sätt kan ta emot enkelsidbandssignaler och sända, om än med mindre effektivitet, signaler som kan tas emot vid mottagaren i OM-läge. Det är dock inte tillåtet att sända ut den här typen av signaler i alla länder.
• I avdelnings-, maritima och militära nätverk används ibland överföring av olika information på de övre och nedre sidbanden, eller till och med duplexdrift på samma bärfrekvens.
• En mellanliggande typ av modulering mellan AM och OM med ett delvis undertryckt lägre sidoband har använts i stor utsträckning i analog marksänd TV-sändning.

Andra beteckningar

Det nedre sidobandet (NBP) i engelsk terminologi förkortas LSB ( engelska  lägre sidband ), det övre bandet (VBP) - USB ( engelska  övre sidbandet ).

I sovjetisk utrustning:

• A3J-A 1  - OM med översida och bärare inte mer än 3%;
• A3J-B 1  - OM med undersida och bärare inte mer än 3%;
• A3A-A 1  - OM med ovansida och 10 % bärvåg för automatisk frekvenskontroll (AFC) för att bekämpa dopplereffekten vid kommunikation med objekt som rör sig snabbt;
• A3A-B 1  - OM med en undersida och 10 % bärvåg för automatisk frekvenskontroll (AFC) för att bekämpa dopplereffekten vid kommunikation med objekt som rör sig snabbt;
• A3H-A 1  - OM med ovansida och 70 % bärvåg för möjlighet att ta emot en signal med OM med konventionella två-sidbandsmodulationsmottagare;
• A3H-B 1  - OM med nedre sidband och 70 % bärvåg för möjlighet att ta emot en signal med OM med konventionella två-sidobandsmodulationsmottagare.

Anteckningar

1. ↑ Bykhovskiy M. A. 4.1 Analoga moduleringsmetoder // Minnescirklar (essäer om historien om utvecklingen av radiokommunikation och sändning under 1900-talet). - M. , 2001. - S. 28. - 224 sid. — ISBN 5-93533-011-.
2. ↑ Beteckning på typer av radiokommunikation . Hämtad 1 mars 2018. Arkiverad från originalet 2 mars 2018. (obestämd)
3. ↑ JUMA-TRX1 Direct Conversion HF Transceiver Arkiverad 28 maj 2010 på Wayback Machine .

Litteratur

• Bunimovich S. G., Yaylenko L. P. Teknik för amatörenbandsradiokommunikation. - M . : Förlaget DOSAAF, 1970.

Länkar

• Enkelt sidoband SSB Arkiverad 24 mars 2011 på Wayback Machine