Боковая полоса - Википедия - Sideband

График зависимости мощности AM-радиосигнала от частоты. fc это несущая частота, FM максимальная частота модуляции

В радио коммуникации, боковая полоса это группа из частоты выше или ниже несущая частота, которые являются результатом модуляция процесс. Боковые полосы несут информацию, передаваемую радиосигналом. Боковые полосы включают все спектральные компоненты модулированного сигнала, кроме несущей. Компоненты сигнала выше несущей частоты составляют верхняя боковая полоса (USB), а частоты ниже несущей составляют нижняя боковая полоса (LSB). Все формы модуляции создают боковые полосы.

Создание боковой полосы

Мы можем проиллюстрировать создание боковых полос с одной тригонометрической идентичностью:

${ Displaystyle соз (А) CDOT соз (В) экв { tfrac {1} {2}} соз (А + В) + { tfrac {1} {2}} соз (АВ) }$

Добавление ${ Displaystyle соз (А)}$ в обе стороны:

${ Displaystyle соз (А) cdot [1+ соз (В)] = { tfrac {1} {2}} соз (А + В) + соз (А) + { tfrac {1} {2}} cos (AB)}$

Подстановка (например)${ Displaystyle А треугольник 1000 cdot t}$ и${ Displaystyle В треугольник 100 cdot т,}$ куда ${ displaystyle t}$ представляет время:

${ displaystyle underbrace { cos (1000 t)} _ { text {несущая волна}} cdot underbrace {[1+ cos (100 t)]} _ { text {амплитудная модуляция}} = underbrace {{ tfrac {1} {2}} cos (1100 t)} _ { text {верхняя боковая полоса}} + underbrace { cos (1000 t)} _ { text {несущая волна} } + underbrace {{ tfrac {1} {2}} cos (900 t)} _ { text {нижняя боковая полоса}}.}$

Добавление большей сложности и изменения во времени к амплитудной модуляции также добавляет ее к боковым полосам, заставляя их расширяться в полосе пропускания и изменяться со временем. Фактически, боковые полосы «несут» информационное содержание сигнала.^[1]

Характеристика боковой полосы

В приведенном выше примере взаимная корреляция модулированного сигнала с чистой синусоидой, ${ Displaystyle соз ( омега т),}$ равен нулю при всех значениях ${ displaystyle omega}$ кроме 1100, 1000 и 900. И ненулевые значения отражают относительную силу трех компонентов. График этой концепции, называемый преобразование Фурье (или же спектр), является обычным способом визуализации боковых полос и определения их параметров.

Частота спектр типичного модулированного радиосигнала AM или FM.

Амплитудная модуляция

Амплитудная модуляция из несущий сигнал обычно дает две боковые полосы зеркального отображения. Компоненты сигнала выше несущей частоты составляют верхнюю боковую полосу (USB), а компоненты ниже несущей частоты составляют нижнюю боковую полосу (LSB). Например, если 900 кГц несущая модулируется по амплитуде 1 кГц аудиосигнала, будут компоненты на 899 кГц и 901 кГц, а также 900 кГц в генерируемых радиочастота спектр; так что аудио пропускная способность из (скажем) 7 кГц потребуется радиоспектр пропускная способность 14 кГц. В обычном AM коробка передач, как используется группа вещания AM-станции исходный аудиосигнал может быть восстановлен ("обнаружен") либо синхронный детектор схемами или простыми детекторы конвертов потому что присутствуют несущая и обе боковые полосы. Иногда это называют двухполосная амплитудная модуляция (DSB-AM), но не все варианты DSB совместимы с детекторами огибающей.

В некоторых формах AM несущая может быть уменьшена для экономии энергии. Период, термин DSB с пониженной несущей обычно подразумевает, что в передаче остается достаточно несущей, чтобы приемник цепь для регенерации сильного носителя или хотя бы синхронизировать а ФАПЧ но есть формы, в которых носитель полностью удаляется, производя двойная боковая полоса с подавлен перевозчик (DSB-SC). Системы с подавлением несущей требуют более сложных схем в приемнике и некоторого другого метода определения исходной несущей частоты. Примером может служить стереофонический информация о разнице (L-R), передаваемая в стерео FM-вещание на частоте 38 кГц поднесущая где маломощный сигнал на половине несущей частоты 38 кГц вставляется между частотами монофонического сигнала (до 15 кГц) и нижней части поднесущей стереофонической информации (до 38–15 кГц, т.е. 23 кГц). Приемник локально регенерирует поднесущую, удваивая специальный 19 кГц. пилотный тон. В другом примере квадратурная модуляция исторически используется для цветовой информации в PAL телевизионных трансляций синхронизирующий сигнал представляет собой короткую серию из нескольких циклов несущей во время "заднее крыльцо" часть каждой строки развертки, когда изображение не передается. Но в других системах DSB-SC несущая может регенерироваться непосредственно из боковых полос с помощью Петля Костаса или же квадратная петля. Это распространено в системах цифровой передачи, таких как БПСК где сигнал присутствует постоянно.

Боковые полосы в этом спектрограмма AM-вещания (несущая выделена красным, два зеркальных аудиоспектра (зеленый) - это нижняя и верхняя боковая полоса). Время представлено по вертикальной оси; величина и частота боковых полос меняются в зависимости от содержания программы.

Если часть одной боковой полосы и все остальные остаются, это называется рудиментарная боковая полоса, используется в основном с телевидение вещание, которые в противном случае заняли бы неприемлемое количество пропускная способность. Передача, при которой передается только одна боковая полоса, называется однополосная модуляция или SSB. SSB - преобладающий голосовой режим на коротковолновое радио Кроме как коротковолновое вещание. Поскольку боковые полосы являются зеркальными отражениями, то, какая боковая полоса используется, является условием.

В SSB носитель подавлен, значительно сокращая электричество (до 12 дБ), не влияя на информацию в боковой полосе. Это позволяет более эффективно использовать мощность передатчика и полосу пропускания РЧ, но генератор частоты биений должен использоваться в приемник восстановить носителя. Если восстановленная несущая частота неверна, то выходной сигнал приемника будет иметь неправильные частоты, но для речи небольшие ошибки частоты не являются проблемой для разборчивости. Еще один способ взглянуть на приемник SSB - это преобразование частоты RF в звук. транспозитор: в режиме USB частота набора вычитается из каждой радиочастотной составляющей для создания соответствующей звуковой составляющей, тогда как в режиме LSB каждая входящая радиочастотная составляющая вычитается из частоты набора.

Модуляция частоты

Модуляция частоты также генерирует боковые полосы, потребляемая полоса пропускания зависит от индекса модуляции, что часто требует значительно большей полосы пропускания, чем DSB. Функции Бесселя может использоваться для расчета требований к полосе частот FM-передач.

Последствия

Боковые полосы могут вмешиваться с соседние каналы. Часть боковой полосы, которая перекрывает соседний канал, должна подавляться с помощью фильтры, до или после модуляции (часто и того и другого). В группа вещания модуляция частоты (FM), поднесущие выше 75 кГц ограничиваются небольшим процент модуляции и запрещены выше 99 кГц, чтобы защитить нормальный диапазон ± 75 кГц. отклонение и ± 100 кГц канал границы. Любительское радио и общественные FM-передатчики обычно используют девиацию ± 5 кГц.

Чтобы точно воспроизвести модулирующий сигнал, весь тракт обработки сигнала в системе передатчика, тракта распространения и приемника должен иметь достаточную ширину полосы, чтобы можно было использовать достаточное количество боковых полос для воссоздания модулированного сигнала с желаемой степенью точности.

В нелинейной системе, такой как усилитель, боковые полосы частот исходных компонентов сигнала могут образовываться из-за искажения. Обычно это минимизируется, но может быть сделано намеренно для пушистик музыкальный эффект.

Смотрите также

• Независимая боковая полоса
• Из группы коммуникация включает канал, отличный от основного коммуникационного канала.
• Боковой лепесток
• Боковые вычисления - это метод распределенных вычислений, использующий канал, отдельный от основного канала связи.
• ТВ-передатчик

Рекомендации