Ciekawy

Modulacja pojedynczej wstęgi bocznej, SSB

Modulacja pojedynczej wstęgi bocznej, SSB


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.


Modulacja z pojedynczym pasmem bocznym jest szeroko stosowana w części HF lub części krótkofalowej widma radiowego do dwukierunkowej komunikacji radiowej. Jest wielu użytkowników modulacji z pojedynczym pasmem bocznym. Wielu użytkowników wymagających dwukierunkowej komunikacji radiowej będzie korzystać z pojedynczego pasma bocznego i obejmują one aplikacje morskie, ogólnie transmisję HF punkt-punkt, wojsko, a także radioamatorów lub krótkofalówki.

Modulacja pojedynczej wstęgi bocznej lub SSB pochodzi z modulacji amplitudy (AM), a modulacja SSB przezwycięża szereg wad AM.

Modulacja z pojedynczym pasmem bocznym jest zwykle używana do transmisji głosu, ale technicznie może być używana w wielu innych zastosowaniach, w których wymagana jest dwukierunkowa komunikacja radiowa z wykorzystaniem sygnałów analogowych.

W wyniku jego szerokiego stosowania istnieje wiele elementów sprzętu radiokomunikacyjnego zaprojektowanego do korzystania z radia jednopasmowego, w tym: odbiornik SSB, nadajnik SSB i urządzenia nadawczo-odbiorcze SSB.

Co to jest modulacja z pojedynczą wstęgą boczną?

Jednostronna modulacja SSB jest zasadniczo pochodną modulacji amplitudy AM. Usuwając niektóre składowe zwykłego sygnału AM można znacznie poprawić jego wydajność.

Można zobaczyć, jak można poprawić sygnał AM, patrząc na widmo sygnału. Kiedy nośna w stanie ustalonym jest modulowana sygnałem audio, na przykład tonem 1 kHz, wówczas dwa mniejsze sygnały są widoczne przy częstotliwościach 1 kHz powyżej i poniżej głównej nośnej.

Jeśli tony stanu ustalonego zostaną zastąpione dźwiękiem, takim jak dźwięk występujący w mowie muzycznej, będą one zawierać wiele różnych częstotliwości i widoczne będzie widmo dźwięku z częstotliwościami w paśmie częstotliwości. Po modulowaniu na nośnej, widma te są widoczne powyżej i poniżej nośnej.

Można zauważyć, że jeśli górna częstotliwość modulowana na nośnej wynosi 6 kHz, to górne widma rozciągną się do 6 kHz powyżej i poniżej sygnału. Innymi słowy, szerokość pasma zajmowana przez sygnał AM jest dwukrotnie większa od maksymalnej częstotliwości sygnału używanego do modulowania nośnej, tj. Jest dwukrotnie większa niż szerokość pasma przenoszonego sygnału audio.

Modulacja amplitudy jest bardzo nieefektywna z dwóch punktów. Po pierwsze, zajmuje dwa razy więcej szerokości pasma w stosunku do maksymalnej częstotliwości audio, a po drugie, jest nieefektywny pod względem wykorzystywanej mocy. Nośnik jest sygnałem stanu ustalonego i sam w sobie nie niesie żadnych informacji, a jedynie stanowi odniesienie dla procesu demodulacji. Modulacja pojedynczej wstęgi bocznej poprawia wydajność transmisji poprzez usunięcie niektórych niepotrzebnych elementów. W pierwszym przypadku nośna jest usuwana - można ją ponownie wprowadzić do odbiornika, a po drugie jedna wstęga boczna jest usuwana - obie wstęgi boczne są swoimi lustrzanymi odbiciami i niosą te same informacje. Pozostawia tylko jedną wstęgę boczną - stąd nazwa Single SideBand / SSB.

Odbiornik SSB

Chociaż sygnały wykorzystujące modulację z pojedynczym pasmem bocznym są bardziej wydajne w dwukierunkowej komunikacji radiowej i bardziej skuteczne niż zwykłe AM, wymagają one zwiększonego poziomu złożoności w odbiorniku. Ponieważ modulacja SSB ma usuniętą nośną, należy ją ponownie wprowadzić do odbiornika, aby móc odtworzyć oryginalny dźwięk. Osiąga się to za pomocą wewnętrznego oscylatora zwanego Oscylatorem Częstotliwości Dudnienia (BFO) lub Oscylatorem Wstawiania Nośnej (CIO). Generuje to sygnał nośny, który można zmiksować z przychodzącym sygnałem SSB, umożliwiając w ten sposób odzyskanie wymaganego dźwięku w detektorze.

Zwykle sam detektor SSB wykorzystuje obwód mieszacza do łączenia modulacji SSB i sygnałów BFO. Ten obwód jest często nazywany detektorem produktu, ponieważ (jak każdy mikser RF) wyjście jest iloczynem dwóch wejść.

Konieczne jest wprowadzenie nośnej za pomocą BFO / CIO na tej samej częstotliwości w stosunku do sygnału SSB, co oryginalna nośna. Każde odchylenie od tego spowoduje zmianę wysokości odzyskanego dźwięku. Podczas gdy błędy do około 100 Hz są dopuszczalne w zastosowaniach komunikacyjnych, w tym w radiu amatorskim, jeśli muzyka ma być transmitowana, nośna musi być ponownie wprowadzona na dokładnie prawidłowej częstotliwości. Można to osiągnąć, transmitując niewielką ilość nośnej i stosując obwody w odbiorniku, aby ją namierzyć.

Pomiar mocy z pojedynczym pasmem bocznym

Często konieczne jest zdefiniowanie mocy wyjściowej pojedynczego nadajnika wstęgowego lub transmisji z pojedynczą wstęgą boczną. Na przykład konieczna jest znajomość mocy nadajnika używanego do dwukierunkowej komunikacji radiowej, aby można było ocenić jego skuteczność dla poszczególnych zastosowań.

Pomiar mocy sygnału SSB nie jest tak łatwy, jak w przypadku wielu innych typów transmisji, ponieważ rzeczywista moc wyjściowa zależy od poziomu sygnału modulującego. Aby temu zaradzić, stosuje się miarę znaną jako moc szczytowa obwiedni (PEP). Pobiera to moc obwiedni RF transmisji i wykorzystuje szczytowy poziom sygnału w dowolnym momencie i obejmuje wszelkie elementy, które mogą być obecne. Oczywiście obejmuje to używaną wstęgę boczną, ale obejmuje również resztkową nośną, która może być transmitowana.

Poziom szczytowej mocy obwiedni można podać w watach lub obecnie można zastosować wartości podawane w dBW lub dBm. Są to po prostu poziomy mocy odniesione odpowiednio do 1 Wata lub 1 miliwata. Na przykład, sygnał o mocy szczytowej obwiedni 10 watów jest o 10 dB powyżej sygnału 1 W, a zatem ma moc 10 dBW. Podobną logikę można wykorzystać do określenia mocy w dBm.

Warianty modulacji z pojedynczą wstęgą boczną

Istnieje wiele wariantów modulacji z pojedynczą wstęgą boczną, które są używane i istnieje kilka różnych ich skrótów. Zostały one wyjaśnione poniżej.

  • LSB: To oznacza dolną wstęgę boczną. Ta forma modulacji z pojedynczą wstęgą boczną jest tworzona, gdy przesyłana jest tylko dolna wstęga boczna pierwotnego sygnału. Zwykle jest to używane przez radioamatorów lub krótkofalowców na ich przydziałach poniżej 9 MHz.
  • USB: To oznacza Upper Sideband. Ta forma modulacji z pojedynczą wstęgą boczną jest tworzona, gdy transmitowana jest tylko górna wstęga boczna oryginalnego sygnału. Zwykle ta forma modulacji SSB jest używana przez użytkowników profesjonalnych na wszystkich częstotliwościach oraz przez radioamatorów lub krótkofalowców na przydziałach powyżej 9 MHz.
  • DSB: Jest to podwójna wstęga boczna i jest to forma modulacji, w której pobierany jest sygnał AM, a nośna jest usuwana, aby opuścić dwie wstęgi boczne. Chociaż jest łatwy do wygenerowania, nie zapewnia żadnej poprawy wydajności widma i nie jest również szczególnie łatwy do rozwiązania. W związku z tym jest rzadko używany.
  • SSB SC: To oznacza Single Sideband Suppressed Carrier. Jest to forma modulacji SSB, w której nośna jest całkowicie usuwana, w przeciwieństwie do nośnej zredukowanej SSB, w której pozostaje część nośnej.
  • VSB: To oznacza Vestigial Sideband. Jest to forma sygnału, w którym jedna wstęga boczna jest całkowicie obecna, a druga wstęga boczna została tylko częściowo odcięta lub stłumiona. Jest szeroko stosowany w analogowych transmisjach telewizyjnych. Jest to przydatne, ponieważ sygnał wideo w paśmie podstawowym jest szeroki (zwykle 6 MHz). Transmisja tego za pomocą AM wymagałaby szerokości pasma 12 MHz. Aby zmniejszyć ilość wykorzystywanego widma, jedna wstęga boczna jest transmitowana w całości, podczas gdy przesyłane są tylko niższe częstotliwości drugiej. Wysokie częstotliwości można później wzmocnić za pomocą filtrów.
  • Zredukowany przewoźnik SSB: W tej postaci modulacji SSB występuje jedna wstęga boczna wraz z niewielką ilością nośnej. W przypadku niektórych zastosowań zachowana jest niewielka ilość nośnika. Można to wykorzystać do zapewnienia sygnału odniesienia do dokładnej demodulacji.

Zalety SSB

Modulacja z pojedynczą wstęgą boczną jest często porównywana do AM, której jest pochodną. Ma kilka zalet dla dwukierunkowej komunikacji radiowej, które przewyższają dodatkową złożoność wymaganą w odbiorniku SSB i nadajniku SSB wymaganym do ich odbioru i transmisji.

  1. Ponieważ nośna nie jest transmitowana, umożliwia to 50% redukcję poziomu mocy nadajnika dla tego samego poziomu sygnału przenoszącego informacje. [Uwaga: w przypadku transmisji AM wykorzystującej 100% modulację połowa mocy jest wykorzystywana w nośnej, a łącznie połowa mocy w dwóch wstęgach bocznych - każda wstęga boczna ma jedną czwartą mocy].
  2. Ponieważ transmitowana jest tylko jedna wstęga boczna, następuje dalsze zmniejszenie mocy nadajnika.
  3. Ponieważ przesyłane jest tylko jedno pasmo boczne, szerokość pasma odbiornika można zmniejszyć o połowę. Poprawia to stosunek sygnału do szumu dwukrotnie, tj. 3 dB, ponieważ zastosowane węższe pasmo pozwoli na zmniejszenie szumów i zakłóceń.

Podsumowując, modulacja SSB oferuje znacznie bardziej efektywne rozwiązanie dla dwukierunkowej komunikacji radiowej, ponieważ zapewnia znaczną poprawę wydajności.

Podsumowanie

Modulacja z pojedynczym pasmem bocznym, SSB jest głównym formatem modulacji używanym do analogowej transmisji głosu w dwukierunkowej komunikacji radiowej w części HF widma radiowego. Jego wydajność pod względem widma i mocy w porównaniu z innymi trybami oznacza, że ​​od wielu lat jest najbardziej efektywną opcją w użyciu. Obecnie stosuje się pewne formy cyfrowej transmisji głosu, ale jest mało prawdopodobne, aby pojedynczy pasmo boczne zostało przez wiele lat wyparte jako główny format używany w tych pasmach.


Obejrzyj wideo: Antena Long Wire na pasmo 80m (Może 2022).