Интернет журнал о промышленности и технологиях

Астронет > Амплитудная модуляция

Опубликовано: 06.09.2018

Изменение амплитуды колебаний или волн во времени (в пространстве). Закон изменения в принципе произволен, однако обычно термин "амплитудная модуляция" применяется к процессам с медленным (по сравнению с исходными несущими колебаниями) изменением амплитуд, когда их поведение приближенно можно описать с помощью непрерывных функций ( огибающих ). Как несущие колебания, так и их огибающие могут быть гармоническими , импульсными, случайными и т. п., однако наиболее важны и представительны случаи, когда несущие колебания синусоидальны. Тогда колебания с амплитудной модуляцией можно представить в виде: , где - медленная функция, описывающая поведение огибающей, и - частота и начальная фаза исходных колебаний. Условие медленности изменения амплитуд на характерном временном интервале, равном периоду Т , определяется неравенством . В простейшем случае (рис.) изменения огибающей по синусоидальному закону с частотой для характеристики относительного изменения амплитуды модулированных колебаний используют параметр - коэффициент модуляции .

В технике амплитудную модуляцию применяют для передачи информации на расстояние обычно с помощью электромагнитных волн радио- и оптического диапазонов (хотя существуют системы передачи с помощью звуковых и других колебаний); суть амплитудной модуляции - перенос низкочастотного спектра модулирующего (информационного) сигнала в высокочастотную область, характерную для спектра исходных (несущих энергию) колебаний. Спектральный состав сигналов с амплитудной модуляцией может быть довольно сложным. Так, в случае несинусоидальной огибающей по обе стороны от спектральной линии несущей частоты возникают полосы спектральных компонент т. н. боковых частот , где - частота первой гармоники спектра информационного сигнала. Если спектр боковых частот симметричен относительно , то амплитудная модуляция называется линейной, если несимметричен, то называется нелинейной. Ширина областей боковых частот должна быть существенно меньше несущей частоты . Чем уже полоса боковых частот , тем эффективнее решаются задачи технической реализации приемно-передающих трактов. Полезная информация полностью содержится в каждой из двух областей боковых частот. Поэтому для информационной связи достаточно передать лишь одну из боковых полос. В многоканальных системах связи в качестве несущего сигнала используют негармоническое колебание, а периодическое последовательность радиоимпульсов .

Для физики характерна также т. н. естественная амплитудная модуляция колебаний, связанная либо с взаимодействием исходных колебаний с нестационарной средой (в частности, с флуктуациями плотности жидкости или газа , колебаниями кристаллической решетки в твердом теле , см., например, рассеяние Мандельштама-Бриллюэна ), либо с реакцией среды на изменение ее параметров под действием исходных колебаний или волн (см., например, Самофокусировка света ). Наряду с пространственной самофокусировкой (модуляцией интенсивности излучения ) встречаются эффекты самомодуляции (автомодуляции) волн в нелинейных диспергирующих средах, связанные с неустойчивостью плоских гармонических волн по отношению к низкочастотным модулирующим возмущениям, вызывающим амплитудную модуляцию исходных (как волновых, так и автоволновых ) колебаний (см. Самомодуляция света). Естественная амплитудная модуляция используется для диагностики параметров разнообразных сред ( спектроскопия ), формирования мощного светового излучения ( нелинейная оптика ) и других приложений. См. также Модулированные колебания , Модуляция света .

rss