Modulacja amplitudy

Modulacja amplitudy (AM ang. Amplitude Modulation), to jedna z trzech podstawowych rodzajów modulacji. Polega na zakodowaniu sygnału informacyjnego (szerekopasmowego o małej częstotliwości) w chwilowych zmianach amplitudy sygnału nośnego (inaczej nazywanej falą nośną). Uzyskany w wyniku sygnał zmodulowany jest sygnałem wąskopasmowym, który się nadaje np. do transmisji drogą radiową. Rysunek pokazuje wygląd sygnału zmodulowanego AM tonem sinusoidalnym.

Modulację AM charakteryzuje współczynnik głębokości modulacji, który wynosi:

gdzie:

• A_m - amplituda sygnału modulującego (informacji)

• A_n - amplituda sygnału nośnego

Współczynnik głębokości modulacji mieści się w zakresie 0...1, dość często podawany jest również w procentach.

Rysunek poniżej pokazuje widmo sygnału zmodulowanego amplitudowo (kolor czerwony) i sygnału modulującego (kolor zielony) - jak widać sygnał zmodulowany składa się z trzech elementów: fali nośnej i leżących po obu jej stronach, symetrycznie odbitych, dwóch wstęg bocznych, które są powtórzeniem kształtu widma sygnału modulującego.

Jeżeli pasmo sygnału modulującego mieści się w zakresie f_min ... f_max, a częstotliwość fali nośnej jest równa f_n, to pasmo zajmowane przez zmodulowany sygnał obejmie przedział częstotliwości od f_n - f_max do f_n + f_max. W tym:

• dolna wstęga boczna: f_n - f_max do f_n - f_min

• górna wstęga boczna: f_n + f_max do f_n + f_min

• sygnał‚ nośny: f_n

Moc sygnału zmodulowanego dana jest wzorem:

P_n - moc sygnału nośnego.

Z tego wzoru wynika, że moc obu wstęg bocznych w sumie nie może przekroczyć 50% mocy całego sygnału (osiągnie maksimum, gdy m = 1).

Do przeniesienia informacji wystarczy tylko jedna wstęga boczna, więc druga wstęga i fala nośna mogą zostać z sygnału usunięte (wytłumione), co spowoduje, że wstęga ta zostanie przekazana z pełną mocą.

Sygnał zmodulowany AM z wytłumioną falą nośną oznacza się skrótem AM-SC (ang. skrót od Suppress Carrier - wytłumiona nośna), sygnał składający się z jednej wstęgi bocznej i fali nośnej skrótem SSB (ang. Single Side Band), a sygnał składający się tylko z jednej wstęgi bocznej skrótem SSB-SC. Ten ostatni typ modulacji jest najefektywniejszy pod względem energetycznym, gdyż do przesłania informacji zmodulowanej SSB-SC wystarczy tylko 25% mocy potrzebnej do przesłania tego samego sygnału zmodulowanego "pełną" modulacją amplitudy, jest jednak najtrudniejszy do realizacji praktycznej.