Modulace s jedním postranním pásmem

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 30. října 2018; kontroly vyžadují 8 úprav .

Single-sideband modulation (amplitudová modulace s jedním postranním pásmem) (OM, angl. single-sideband modulation, SSB ) - typ amplitudové modulace (AM), široce používaný v channelizačních zařízeních pro efektivní využití kanálového spektra a výkonu vysílací rádiové zařízení. SAM vynalezl v roce 1915 John Renshaw Carson [ 1 ]

Vzorec

Jednostranný signál s potlačeným spodním postranním pásmem má tvar: $s_{\text{om}}(t)$

s_{\text{om}}(t)=k_{\text{n}}U\cos(\omega _{0}t)+{\frac {U}{2|u_{m}( t)|_{\max }}}(u_{m}(t)cos(\omega _{0}t)-{\widehat {u}}_{m}(t)sin(\omega _{0 }t)),

kde je faktor potlačení amplitudy nosného signálu, je kruhová nosná frekvence , je modulační signál, je maximální hodnota modulu modulačního signálu, je Hilbertův konjugovaný signál s . V případě potlačené nosné je hodnota (-40 dB). V případě modulace nosné modulace s potlačením jednoho postranního pásma pro jednokanálovou analogovou telefonii se tento režim nazývá J3E [2] . Pro potlačení horního postranního pásku je vpředu umístěno znaménko plus. $k_{\text{n))$ $U$ $\omega_0$ $u_{m}(t)$ $|u_{m}(t)|_{\max }$ ${\widehat {u}}_{m}(t)$ $u_{m}(t)$ $k_{\text{n}}\leq {0,01}$ ${\widehat {u}}_{m}(t)$

Princip

V AM rádiovém signálu je 70 % výkonu vysílače vynaloženo na vysílání signálu nosné frekvence , který neobsahuje žádné informace o modulačním signálu. Zbývajících 30 % je rozděleno rovným dílem mezi dvě postranní pásma , která jsou navzájem přesným zrcadlovým obrazem. Bez poškození přenášené informace je tedy možné ze spektra signálu vyloučit nosnou a jedno z postranních pásem a veškerý výkon vysílače vynaložit na vysílání pouze informativního signálu.

V detektoru přijímače je pro dekódování signálu s jedním postranním pásmem nutné obnovit nosnou, to znamená smíchat signál s jedním postranním pásmem a frekvenci speciálního lokálního oscilátoru . V superheterodynu je k tomu instalován samostatný lokální oscilátor, který pracuje na frekvenci rovné poslední IF ; v přijímači s přímou konverzí je nosná frekvence obnovena jediným lokálním oscilátorem přijímače; přijímače s přímým zesílením jsou obecně pro příjem OM nevhodné.

Signál s modulací v jednom postranním pásmu zaujímá dvakrát užší frekvenční pásmo než signál s amplitudovou modulací, což umožňuje efektivnější využití frekvenčního zdroje a zvýšení dosahu komunikace. Navíc, když několik stanic s OM pracuje na blízkých frekvencích, vzájemně se neruší ve formě úderů , k čemuž dochází při aplikaci amplitudové modulace s nepotlačenou nosnou frekvencí.

Nevýhodou metody je relativní složitost zařízení a zvýšené požadavky na frekvenční přesnost a stabilitu.

Pro generování signálu OM se používají různé metody:

Filtr (nejběžnější): na výstupu směšovače je umístěn vysoce kvalitní pásmový filtr se šířkou pásma rovnou jednomu postrannímu pásmu. K tomuto účelu se používají např. žebříkové filtry na křemenných rezonátorech nebo elektromechanické filtry .
Fázová inverze (fázová kompenzace): jedno z postranních pásem je ve fázi invertováno a přičítáno k sobě (kompenzováno). V tomto případě je nosná vlna potlačena filtrem nebo symetrickým modulátorem .

Aplikace

OM (SSB) je díky své účinnosti široce používán v profesionální i amatérské radiokomunikaci . AM se již v této oblasti nepoužívá.
OM se používá v analogových zařízeních pro multiplexování telefonních kanálů, například v takových běžných analogových přenosových systémech jako K-60P, K-300 a další. Ve veřejných telefonních sítích byly analogové systémy nahrazeny digitálními přenosovými systémy na bázi PCM , avšak v řadě resortních a vojenských systémů, alespoň na území bývalého SSSR , se stále používá.
Použití OM (SSB) vede k výrazné komplikaci a zdražení přijímacího rádiového zařízení, proto v spotřebitelském rozhlasovém vysílání nebylo jednostranné modulační vysílání široce používáno a bylo nakonec nahrazeno digitálním vysíláním ve standardu DRM . Jedním z důvodů odmítnutí SSB ve vysílání je také požadavek na vysokou stabilitu a přesnost referenčních oscilátorů vysílače i přijímače. Pokud tento požadavek není splněn, dochází k charakteristickému zkreslení zvukového signálu, jakémusi „syntetickému“ hlasu. To je středně přijatelné pro řečové informace, ale zcela nepřijatelné pro přenos hudby.
Oblastní, vojenské a námořní krátkovlnné rádiové sítě obvykle používají horní postranní pásmo ( USB ).
V radioamatérství je obvyklé používat spodní pásmo na nízkofrekvenčních pásmech (pod 10 MHz, což odpovídá pásmům do 40 metrů včetně), a horní pásmo na všech ostatních, včetně VKV a mikrovln. Mnoho transceiverů, profesionálních i amatérských, má přepínač, který umožňuje zvolit libovolné postranní pásmo. Někdy je v neprofesionálních zařízeních z důvodu zjednodušení obvodu potlačena pouze nosná (tento způsob se nazývá DSB - anglicky double side band ) [3] , což umožňuje uspokojivě přijímat signály v jednom postranním pásmu a vysílat, byť s menší účinností, signály, které lze přijímat na přijímači v režimu OM. Není však povoleno vysílat tento typ signálu ve všech zemích.
V resortních, námořních a vojenských sítích se někdy používá přenos různých informací na horním a dolním postranním pásmu nebo i duplexní provoz na stejné nosné frekvenci.
Střední typ modulace mezi AM a OM s částečně potlačeným spodním postranním pásmem byl široce používán v analogovém pozemním televizním vysílání.

Jiná označení

Spodní postranní pásmo (NBP) se v anglické terminologii označuje zkratkou LSB ( anglicky lower sideband ), horní pásmo (VBP) - USB ( anglicky upper sideband ).

V sovětském vybavení:

A3J-A 1 - OM s horní stranou a nosičem ne více než 3 %;
A3J-B 1 - OM se spodní stranou a nosičem ne více než 3 %;
A3A-A 1 - OM s horní stranou a 10% nosnou pro automatické řízení frekvence (AFC) pro boj s Dopplerovým efektem při komunikaci s rychle se pohybujícími objekty;
A3A-B 1 - OM se spodní stranou a 10% nosnou pro automatické řízení frekvence (AFC) pro boj s Dopplerovým efektem při komunikaci s rychle se pohybujícími předměty;
A3H-A 1 - OM s horní stranou a 70% nosnou pro možnost příjmu signálu s OM s běžnými přijímači s dvoustrannou modulací;
A3H-B 1 - OM se spodním postranním pásmem a 70% nosnou pro možnost příjmu signálu s OM s konvenčními dvoupostranními modulačními přijímači.

Poznámky

↑ Bykhovskiy M. A. 4.1 Analogové modulační metody // Kruhy paměti (Eseje o historii rozvoje radiokomunikací a vysílání ve 20. století). - M. , 2001. - S. 28. - 224 s. — ISBN 5-93533-011-.
↑ Označení typů radiové komunikace . Získáno 1. března 2018. Archivováno z originálu 2. března 2018. (neurčitý)
↑ JUMA-TRX1 HF transceiver s přímou konverzí Archivováno 28. května 2010 na Wayback Machine .

Literatura

Bunimovich S. G., Yaylenko L. P. Technika amatérské jednopásmové radiové komunikace. - M . : Nakladatelství DOSAAF, 1970.

Odkazy

Jednostranné pásmo SSB Archivováno 24. března 2011 na Wayback Machine

amatérské rádio

Aktivita

radiosport

Disciplíny	Všestranný MR-2 Všestranný MP-3 Všestranný MP-4 Rádiová komunikace na KV Rádiová komunikace na VKV SRT
Mistři sportu	SSSR HMS Rusko HMS MSMK Ukrajina HMS

Předpisy

Organizace

Komunikační režimy

Telefon	DOPOLEDNE DSB-SC SSB FM ODPOLEDNE
televize	SSTV
Data / telegraf	AMPRNet APRS AX.25 CW D-STAR FRN FSK MFSK OFDM PAKTOR Winmor PSK PSK31 PSKmail DRÁTY Rozprostřené spektrum echolink

Technika

kultura

Literatura	brožury Pomoc pro radioamatéra Časopisy QST Rádio knihy Hromadná rozhlasová knihovna Mladý radioamatér
Filmy	Pokud chlapci světa... Nad námi je Jižní kříž