振幅変調の概要
振幅は、あらゆる特性のピーク値を指します。シグモイド波の場合、波の最大の高さです。
変調は、信号の下で搬送波の特性を変化させるプロセスです。変調には 3 つのタイプがあります。
- 振幅変調は、信号が搬送波の振幅を変化させるときに発生します
- 信号に従って搬送波の周波数が変化すると、周波数変調が発生します
- 位相変調は、搬送波の瞬間的な位相の変動が信号パターンに従うときに発生します
振幅変調とは?
振幅変調には 2 種類の波が含まれます。
- 搬送波は高周波です
- 信号波は情報を持つ低周波です
変調プロセスの後、搬送波の周波数を持つ変調波が現れます。この変調波の振幅は、信号波の振幅と搬送波の振幅の重ね合わせに基づいて変化します。
振幅変調の必要性
低周波信号の伝送には多くの問題があります。
- 波長は周波数に反比例するため。低周波信号には高い波長があります
- これらの高い波長のために、必要なアンテナの高さも非常に大きくなります
- このアンテナから放射される電力も非常に小さいため、信号はある程度離れると消えます
- 通常、音波などの低周波信号はより広い周波数範囲を持ちます
- したがって、異なるシグナルが混在する可能性もあります
これらの問題に対処するために、変調、特に振幅変調が登場しました。
変調指数
これは、信号波の振幅と搬送波の振幅の比率を指します。変調波が受ける変調の深さを表します。変調の割合は、変調指数に 100 を掛けて計算されます。
- 変調指数が 1 の場合、変調の割合は 100% になり、完全な変調を意味します
- 変調指数が 1 未満の場合、変調の割合は 100% 未満になります
- これは変調不足につながります
- 変調プロセスが効率的でなかったことを意味します
- 変調指数が 1 より大きい場合、変調の割合は 100% を超え、過変調になります
- 側波帯が許容帯域幅を超えていることを意味します
- したがって、他のユーザーに干渉し、受信の信号を歪めています
- 放送局は過変調を防ぐための予防措置を講じています
振幅変調の利点
- 振幅変調のコストが低い
- 振幅変調信号は電離層から地球に反射されます
- したがって、彼らは長距離を移動し、より広い範囲をカバーします
- 必要なキャリア周波数が低い
- シンプルな送信機と受信機が必要です
- したがって、音声信号の送受信はそれほど面倒ではありません
- コンポーネント数の少ない回路を使用しているため、振幅変調信号の復調はそれほど複雑ではありません
振幅変調の欠点
- 振幅変調信号は周辺ノイズの影響を非常に受けやすい
- これらの信号の受信者は、信号とノイズを区別することが困難です
- このように、オーディオ信号の品質は低水準です
- 振幅変調信号が弱い場合、受信機には複雑な配置が必要です
- 振幅変調は帯域幅の使用効率が低い
- 変調信号の帯域幅は、信号波の周波数の 2 倍です
- 振幅変調は、消費電力の点でも効率が悪い
- 側波帯の電力のみが使用されます
振幅変調の応用
- 信号を長距離伝送するために振幅変調が使用されます
- 無線通信にも使用
- 航空管制の双方向通信にも適用
振幅変調のバリエーション
- シングル サイドバンド
高周波通信に使用されます。この変調タイプでは、搬送波成分と片側波帯成分が除去されます。したがって、このバリエーションは、周波数と電力の使用においてより効率的です。
- 直交振幅変調
デジタル信号の伝送に使用されます。この変調タイプでは、位相が 90° ずれた 2 つの搬送波が使用されます。両方のキャリアに含まれる情報が結合されます。
結論
全体として、振幅変調は、周波数および位相変調と比較して単純なプロセスです。通信システムの高度な技術がますますそれを置き換えています。しかし、振幅変調の根底にある原理は、信号の伝送の理論的理解と高度な技術の実際的な改善に依然として関連しています。また、十分に理解されていれば、競争試験の準備をしている中級者や志望者にとっても高得点のトピックです。
