Mühazirə materiallarının konspekti. MÜHaziRƏ №1 GİRİŞ

MÜHAZİRƏ №6
AMPLİTUD MODULYASİYALI RADİOVERİCİLƏR
Amplitud modulyasiyası (AM) halında ilkin siqnal (ötürülən məlumat) daşıyıcı harmonik rəqsin amplitudasını modulyasiya edir. AM uzun, orta və qısa dalğalarda səs radioyayımı, metrlik və desimetrlik diapazonlarda isə televiziya yayımı (təsvir vericiləri) üçün tətbiq olunur. Radiorabitə məqsədləri üçün aviasiyada AM 100-150 MHs tezlik diapazonunda (yaxın radiorabitə) tətbiq olunur. Ötürülməsi nəzərdə tutulan məlumat (səs, musiqi, təsvir və s.) mikrofon, videokamera və s. vasitəsi ilə elektrik siqnalına çevrilir. Bu siqnal verici üçün modulyasiyaedici siqnal olur.
Radiokanal ilə ötürülən siqnalların əksəriyyəti (danışıq, musiqi və s.) orta qiymətə malik olmur. Özündə ötürülən təsvirin orta işıqlığı haqqında informasiya daşıyan televiziya təsvir siqnalı müstəsnadır.

8.1. Amplitud modulyasiyalı siqnal

Amplitudası ötürülən məlumata uyğun dəyişdirilən radio­tezlikli rəqsə amplitud modulyasiyalı siqnal deyilir. AM siqnalın amplitudası zaman funksiyası olub aşağıdakı kimi ifadə oluna bilər:

, (8.1.1)
burada - daşıyıcı rəqsin modulyasiya olmadığı haldakı amplitudası; - amplitudanın ən böyük meyli; - maksimal qiyməti vahidə bərabər olan modul­­yasiyaedici proses; - modulyasiya əmsalıdır. Bu kəmiyyət amplitud modulyasiya­sının dərinliyini xarakterizə edir.
Tonal modulyasiya halında və, uyğun olaraq,
. (8.1.2)
Bu hala uyğun gərginlik diaqramları şək. 8.1.1 - də təsvir olunmuş­dur.



Amplitud modulyasiyasının dərinliyi kəmiyyəti ilə xarakterizə olunur. Bəzən nisbi modulyasiya əmsallarından istifadə olunur. Yuxarıya və aşağıya modulyasiya əmsallarını fərqləndirirlər. Radiokanal üçün kiçik modulyasiya dərinliyi əlverişli deyil. Belə ki, bu halda vericinin gücündən tam istifadə olunmur. Eyni zamanda, -li modulyasiya dərinliyində rəqsin, modulyasiyaedici prosesin pik qiymətlərinə uyğun amplitudası daşıyıcı rəqsə nəzərən iki dəfə (uyğun olaraq, gücü dörd dəfə) artır. Bu artım arzuolunmaz təhriflərə gətirə bilər. Çıxış pilləsi həddən artıq yüklənir.
Əgər (8.1.2) ifadəsini (8.2.1)-də nəzərə alsaq, tonal AM siqnalın riyazi modelini belə yazmaq olar:
. (8.1.3)
Bu siqnalın tezlik spektrini öyrənək. Riyazi çevirmələri sadələşdirmək məqsədi ilə, yüksək tezlikli rəqsin və modulyasiyaedici prosesin başlanğıc fazalarının sıfıra bərabər olduğu qəbul edilir, yəni . Bu halda (8.1.3) ifadəsini belə yaz­maq olar:


. (8.1.4)

Göründüyü kimi, tonal AM siqnal üç təşkiledicinin (şək. 8.1.2) cə­­­­mindən ibarət­dir: tezlikli daşıyıcı təş­kil­edi­ci; tezlikli yuxarı yan təş­kiledici və tezlikli aşağı yan təş­kil­edici.

Yuxarı və aşağı yan təşkiledicilər tez­lik­li da­şı­yıcı təş­kil­ediciyə nəzərən sim­metrik yerləşib bə­rabər am­­plitudalıdırlar.
AM siqnal üçün enerji münasibətlərini öyrənək. AM siq­nalı, (8.1.4) münasibətinə uy­ğun olaraq üç gərginliyin cə­mi kimi təsvir etmək olar (şək. 8.1.3):
, (8.1.5)
burada
; ; . (8.1.6)

Yuxarıdakı ifadələrə nəzərən AM siqnalın formalaşma prosesini şək. 8.1.3-dəki kimi təsvir etmək olar. Burada ümumi müqavimətinə yüklənmiş üç elektrik hərəkət qüvvə­si mənbəyi verilmişdir. Əgər qəbul etsək, bu müqavimət üzərində ayrılan gücü aşağıdakı kimi təyin edə bilərik:

. (8.1.7)
AM siqnalın orta gücünü hesablayaq:
. (8.1.8)
Əgər (8.1.6) və (8.1.7) ifadələrini (8.1.8)-də yerinə qoy­saq, ortalaşdırma zamanı bütün qarşılıqlı güclər sıfır nəticə verər və AM siqnalın orta gücü üçün aşağıdakı düsturu alarıq:
. (8.1.9)
Bu ifadədə birinci toplanan daşıyıcı təşkiledicinin gücünə, ikinci top­lanan isə yan təşkiledicilərin gücü­nə uyğundur. Yan təşkiledicilərin orta gücünün daşıyıcı təşkiledicinin orta gücünə nisbətini hesab­la­yaq:
. (8.1.10)
Sonuncu ifadədən görünür ki, ən dərin modulyasiya ha­lın­da belə ( ) yan təşkiledicilərin gücü daşıyıcı təşkil­edicinin gücünün yarısına bərabər ola bilər. Məlumatın yan rəqslərdə olduğunu nəzərə alsaq, AM siqnal ötürülərkən gücdən istifa­dənin qeyri-effektivliyini qeyd etmək olar.
Praktikada əksər halda modulyasiyaedici proses mürəkkəb spektrə malik olur. Mürəkkəb spektrli ilkin siqnalla modulyasiya olunmuş AM siqnalın spektrini öyrənək. Fərz edək ki,
. (8.1.11)
Uyğun AM siqnalın riyazi modelini belə yazmaq olar:
. (8.1.12)
Parsial modulyasiya əmsallarını kimi yazsaq, (8.1.12) ifadəsini aşağıdakı tənliklə əvəz etmək olar:
. (8.1.13)
Triqonometrik çevirmədən sonra alırıq:

. (8.1.14)
Sonuncu ifadədən gö­rünür ki, çoxtonlu AM siq­nalın spek­tri tezlikli da­şıyıcı təş­kiledi­cidən, tez­­lik­li yu­xarı yan zolaqdan və tezlikli aşağı yan zo­laq­­dan ibarətdir (şək. 8.1.4).

Şək.8.1.4. və (8.1.14) ifadəsinin birlikdə analizindən mühüm nəticə alınır: AM siqnalın spektrinin eni maksimal modulyasiya tezliyinin iki mislinə bərabərdir.

Bir çox hallarda AM siqnalı kompleks müstəvidə vek­tor di­aqramı ilə təsvir etmək daha məqsədəuyğun olur. Bu məsələni aydınlaşdıraq.
Fərz edək ki, zaman oxu saat əqrəbinin hərəkəti istiqa­mətində tezliyi ilə fır­lanır. Belə olduqda, daşıyıcı təşkil­edicini hərəkətsiz ob vektoru ilə gös­tərmək olar. Bu təşkil­edicinin modulu ob vektorunun za­man oxu üzərindəki ok proyeksiyası kimi tapılır (şək.8.1.5). Bu şəraitdə yan təşkiledicilər və tezlikləri ilə da­şıyıcı vek­torun ətrafında fırlanan vek­tor­lar ki­mi təsvir olunurlar.
Qeyd edək ki, tezlikli vek­tor saat əqrəbi hə­rəkə­tinin əksi istiqa­mətində, tez­likli vektor isə sa­at əqrəbi hərə­kətinin isti­qa­mə­tində fırlanırlar. Onla­rın və­ziyyəti ob vektoruna nəzərən sim­met­rik dəyişir.
Amplitud modulyasiyasının əsas mənfi cəhəti şüalan­dı­rılan enerjinin əsas hissəsinin daşıyıcı təşkil­edici­nin payına düşməsidir. Maneəyə davamlılığının kiçik olması AM-nın ikinci mənfi cəhətidir.