AMPLITUD TERMODULASI: CIRI DAN CARA IA BERFUNGSI - FIZIKAL - 2026

The amplitud termodulat AM (modulasi amplitud) adalah teknik penghantaran isyarat di mana gelombang elektromagnet frekuensi pembawa sinusoidal f _c , yang bertanggungjawab untuk menghantar frekuensi mesej f _s << f _c berbeza (iaitu, memodulatkan) yang amplitud mengikut amplitud isyarat.

Kedua-dua isyarat bergerak sebagai satu, isyarat total (isyarat AM) yang menggabungkan kedua-duanya: gelombang pembawa (isyarat pembawa) dan gelombang (isyarat maklumat) yang mengandungi mesej, seperti yang ditunjukkan dalam gambar berikut:

Rajah 1. modulasi Amplitud. Sumber: Wikimedia Commons.

Telah diperhatikan bahawa maklumat perjalanan terdapat dalam bentuk yang mengelilingi isyarat AM, yang disebut sampul surat.

Melalui teknik ini, isyarat dapat dikirimkan dari jarak jauh, oleh itu modulasi jenis ini banyak digunakan oleh radio komersial dan jalur sipil, walaupun prosedurnya dapat dilakukan dengan jenis isyarat apa pun.

Untuk mendapatkan maklumat, diperlukan penerima, di mana proses yang disebut demodulasi dilakukan dengan menggunakan pengesan sampul surat.

Pengesan sampul tidak lebih dari litar yang sangat sederhana, yang disebut penerus. Prosedurnya mudah dan murah, tetapi kehilangan kuasa selalu berlaku dalam proses penghantaran.

Bagaimana amplitud termodulasi berfungsi?

Untuk menghantar mesej bersama dengan isyarat pembawa, tidak cukup hanya dengan menambahkan dua isyarat tersebut.

Ini adalah proses tidak linier, di mana penghantaran dengan cara yang dijelaskan di atas dicapai dengan mengalikan isyarat mesej dengan isyarat pembawa, kedua-dua kosinus. Dan untuk hasil ini tambahkan isyarat pembawa.

Bentuk matematik yang dihasilkan dari prosedur ini adalah isyarat berubah pada masa E (t), yang bentuknya adalah:

Di mana amplitud E _c adalah amplitud pembawa dan m adalah indeks modulasi, yang diberikan oleh:

Oleh itu: E _s = mE _c

Amplitud mesej kecil berbanding amplitud pembawa, oleh itu:

Jika tidak, sampul surat AM tidak akan mempunyai bentuk mesej yang tepat untuk dihantar. Persamaan untuk m dapat dinyatakan sebagai peratusan modulasi:

Kita tahu bahawa isyarat sinusoidal dan kosinus ditandai dengan mempunyai frekuensi dan panjang gelombang tertentu.

Apabila isyarat dimodulasi, distribusi frekuensi (spektrum) diterjemahkan, yang kebetulan menempati kawasan tertentu di sekitar frekuensi isyarat pembawa f _c (yang sama sekali tidak diubah selama proses modulasi), yang disebut lebar pancaragam.

Oleh kerana gelombang elektromagnetik, kecepatan mereka dalam vakum adalah cahaya, yang berkaitan dengan panjang gelombang dan frekuensi oleh:

Dengan cara ini, maklumat yang akan dihantar dari, misalnya, stesen radio bergerak dengan cepat ke penerima.

Penghantaran radio

Stesen radio mesti mengubah perkataan dan muzik, yang semuanya adalah isyarat bunyi, menjadi isyarat elektrik dengan frekuensi yang sama, misalnya menggunakan mikrofon.

Isyarat elektrik ini disebut isyarat frekuensi pendengaran FA, kerana berada dalam julat 20 hingga 20.000 Hz, yang merupakan spektrum yang dapat didengar (frekuensi yang didengar manusia).

Gambar 2. Banyak stesen radio disiarkan di AM. Sumber: Pixabay.

Isyarat ini mesti dikuatkan secara elektronik. Pada masa awal radio ia dibuat dengan tiub vakum, yang kemudian digantikan oleh transistor yang jauh lebih cekap.

Isyarat yang dikuatkan kemudian digabungkan dengan isyarat frekuensi radio FR oleh rangkaian modulator AM, sehingga menghasilkan frekuensi tertentu untuk setiap stesen radio. Ini adalah frekuensi pembawa f _{c yang} dinyatakan di atas.

Frekuensi pembawa stesen radio AM adalah antara 530 Hz dan 1600 Hz, tetapi stesen yang menggunakan frekuensi termodulasi atau FM mempunyai pembawa frekuensi yang lebih tinggi: 88-108 MHz.

Langkah seterusnya adalah menguatkan isyarat gabungan lagi dan mengirimnya ke antena sehingga dapat dipancarkan sebagai gelombang radio. Dengan cara ini ia dapat menyebar melalui ruang sehingga sampai ke penerima.

Penerimaan isyarat

Penerima radio mempunyai antena untuk mengambil gelombang elektromagnetik yang datang dari stesen.

Antena terdiri daripada bahan konduktif yang pada gilirannya mempunyai elektron bebas. Medan elektromagnetik memberikan daya pada elektron-elektron ini, yang segera bergetar pada frekuensi yang sama dengan gelombang, menghasilkan arus elektrik.

Pilihan lain ialah antena penerima mengandungi gegelung wayar dan medan elektromagnetik gelombang radio menyebabkan arus elektrik di dalamnya. Dalam mana-mana keadaan, aliran ini mengandungi maklumat yang datang dari semua stesen radio yang telah ditangkap.

Yang mengikuti sekarang ialah penerima radio dapat membezakan setiap stesen radio, iaitu untuk menyesuaikan dengan yang disukai.

Tonton radio dan dengarkan muzik

Memilih antara pelbagai isyarat dilakukan oleh litar LC resonan atau pengayun LC. Ini adalah litar yang sangat sederhana yang mengandungi pemboleh ubah L dan kapasitor C yang diletakkan secara bersiri.

Untuk menyetel stesen radio, nilai L dan C disesuaikan sehingga frekuensi resonan litar bertepatan dengan frekuensi isyarat yang akan ditala, yang tidak lain adalah frekuensi pembawa stesen radio: f _c .

Setelah stesen disetel, litar demodulator yang disebutkan di awal mula berfungsi. Dialah yang bertanggung jawab untuk menguraikan, sehingga boleh dikatakan, mesej yang disiarkan oleh stesen radio. Ia melakukan ini dengan memisahkan isyarat pembawa dan isyarat mesej, menggunakan dioda, dan litar RC yang disebut penapis lulus rendah.

Rajah 3. Di litar pengayun LC kiri. Di sebelah kanan litar demodulator. Sumber: F. Zapata.

Isyarat yang sudah dipisahkan melalui proses penguatan sekali lagi dan dari sana ia menuju ke pembesar suara atau fon kepala sehingga kita dapat mendengarnya.

Prosesnya digariskan di sini, kerana sebenarnya ada lebih banyak tahap dan jauh lebih kompleks. Tetapi ini memberi kita idea yang baik tentang bagaimana modulasi amplitud berlaku dan bagaimana ia sampai ke telinga penerima.

Contoh yang berjaya

Gelombang pembawa mempunyai amplitud E _c = 2 V (RMS) dan frekuensi f _c = 1.5 MHz. Ia dimodulasi oleh isyarat frekuensi fs = 500 Hz dan amplitud E _s = 1 V (RMS). Apakah persamaan isyarat AM?

Penyelesaian

Ganti nilai yang sesuai ke dalam persamaan untuk isyarat termodulasi:

Walau bagaimanapun, penting untuk diperhatikan bahawa persamaan merangkumi amplitud puncak, yang dalam hal ini adalah voltan. Oleh itu, perlu lulus voltan RMS untuk mengalikan puncak dengan √2:

1. Analisis abjad. Sistem Modulasi. Dipulihkan dari: analfatecnicos.net.
2. Giancoli, D. 2006. Fizik: Prinsip dengan Aplikasi. 6 ^th . Dewan Ed Prentice.
3. Quesada, F. Makmal Komunikasi. Modulasi Amplitud. Dipulihkan dari: ocw.bib.upct.es.
4. Santa Cruz, O. Transmisi modulasi amplitud. Dipulihkan dari: profesor.frc.utn.edu.ar.
5. Serway, R., Jewett, J. (2008). Fizik untuk Sains dan Kejuruteraan. Jilid 2. 7 ^ma . Pembelajaran Ed. Cengage.
6. Gelombang Pembawa. Dipulihkan dari: es.wikipedia.org.