Почему нельзя обойтись без боковых полос частот при амплитудной модуляции?

Question

[dealancer]

Доброе время суток!

При изучении способа ампилитудной модуляции аудиосигнала я заматеил, что всегда используются боковые частоты (или одна боковая частота) в дополнение к несущему сигналу (или без него). При этом аудиосигнал как-бы раскладывается на частоты и каждая отдельная частота в модулируемом виде передается по соответсвующей ей радио частоте. Таким образом слышымый звук в полосе до 3 кГц занимает около 6 кГц радио полосы при ампилитудной модуляции (или 3 кГц при однополосной амплитудной модуляции).

Возникает вопрос, почему не смодулировать сигнал так, чтобы он передавался на одной частоте. В качестве аналогии можно привести граммофон который воспоизводит сигнал записанный на одну единственную дорожку.

Внятного объяснения на эту тему я не смог найти, и очень надеюсь что найдется тот кто сможеет детально объяснить почему такой способ будет или не будет работать.

Answer 1

[Александр]

Потому что боковые полосы пораждаются модулирующим сигналом - когда он накладывается на несущую. Ты и так модулируешь сигнал на одной частоте но в пространстве(когда покинул антенну) он разлагается на этот спектр - это физика - от этого не избавиться никак, это как реки которые текут в низ.
Нефедов В.И. Основы радиоэлектроники и связи - стр. 107...109

Грубо говоря складываются 2 спектра - несущей и модулирующего сигналов
Там еще куча формул которые показывают как это получается.

Вообще амплитудная модуляция это практически история - применяется разве в китайских игрушках из-за дешевезны схемы, и то сейчас переходят на современные виды модуляции с более узкими спектрами, потому что чипы стоят копейки.

Answer 2

[Moskus]

Безграмотная аналогия с граммофоном демонстрирует ваше глубокое непонимание физического процесса, который определяет спектр амплитудно-модулированного сигнала, потому что спектр сигнала и дорожки на пластинке не имеют между собой ничего общего.

Боковые частоты в спектре АМ-сигнала получаются при амплитудной модуляции, как побочный эффект процесса модуляции, а не как, например, намеренная генерация этих боковых частот. Именно потому, при модуляции SSB остается одна боковая, а несущая и другая боковая - подавляются, потому что несущая не несет вообще никакой информации, а в зеркальной боковой она дублируется.

Одна только центральная несущая есть только у немодулированного синусоидального сигнала. Начните менять его амплитуду по периодическому закону - сразу получите боковые частоты.

Хотите разобраться, как это работает, читайте вдумчиво про разложение Фурье, делайте модель в LabView или Matlab, крутите параметры.

Comments

[Александр]

да он даже учебник не читал, какие уж там Фурье и Matlab...
Я вот открыл учебник - вроде все понятно написано, даже формулы не сложные, которые все это объясняют.

[Moskus]

Александр, я прекрасно помню, как из моей группы в институте, человека четыре только понимали это до того, как их посадили перед генератором сигналов, осциллографом и спектроанализатором (на третьем курсе, блин). Пятёрки по физике были у заметно большего числа, при этом.
Так что учебник - учебником, а эксперимент - нагляднее.

[Александр]

А еще лучше микрофон на вход дать - так на спектроанализаторе будет интереснее наблюдать.

[dealancer]

Александр, уже почитал.

Из интересного: наличие боковых частот в результате АМ модуляции было установлено аж на 10 лет позже изобретения АМ модуляции.