Modulación de banda lateral única

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Modulación de banda lateral única (modulación de amplitud con una banda lateral) (OM, ing. modulación de banda lateral única, SSB ) - un tipo de modulación de amplitud (AM), ampliamente utilizado en equipos de canalización para el uso eficiente del espectro del canal y la potencia del equipo de transmisión de radio. SAM fue inventado en 1915 por John Renshaw Carson [ 1 ]

Fórmula

Una señal de banda lateral única con una banda lateral inferior suprimida tiene la forma: $s_{\text{om}}(t)$

s_{\text{om}}(t)=k_{\text{n}}U\cos(\omega _{0}t)+{\frac {U}{2|u_{m}( t)|_{\max }}}(u_{m}(t)cos(\omega _{0}t)-{\widehat {u}}_{m}(t)sin(\omega _{0} }t)),

donde es el factor de supresión de amplitud de la señal portadora, es la frecuencia portadora circular , es la señal moduladora, es el valor máximo del módulo de la señal moduladora, es la señal conjugada de Hilbert con . En el caso de una portadora suprimida, el valor es (-40 dB). En el caso de la modulación de portadora suprimida de banda lateral única para telefonía analógica de un solo canal , este modo se denomina J3E [2] . Para suprimir la banda lateral superior, se coloca un signo más al frente. $k_{\text{n))$ $tu$ $\omega_0$ ${\ Displaystyle u_ {m} (t)}$ ${\displaystyle |u_{m}(t)|_{\max ))$ ${\sombrero ancho {u}}_{m}(t)$ ${\ Displaystyle u_ {m} (t)}$ $k_{\text{n}}\leq {0.01}$ ${\sombrero ancho {u}}_{m}(t)$

Principio

En una señal de radio AM, el 70% de la potencia del transmisor se gasta en emitir una señal de frecuencia portadora , que no contiene ninguna información sobre la señal de modulación. El 30% restante se divide en partes iguales entre las dos bandas laterales , que son una imagen especular exacta entre sí. Por lo tanto, sin dañar la información transmitida, es posible excluir la portadora y una de las bandas laterales del espectro de la señal y gastar toda la potencia del transmisor para emitir solo una señal informativa.

En el detector del receptor , para decodificar una señal de banda lateral única, es necesario restaurar la portadora, es decir, mezclar la señal de banda lateral única y la frecuencia de un oscilador local especial . En el superheterodino , se instala un oscilador local separado para esto, que opera a una frecuencia igual a la última IF ; en un receptor de conversión directa , la portadora es restaurada por un solo oscilador local del receptor; los receptores de amplificación directa son, en general, inadecuados para recibir OM.

Una señal con modulación de banda lateral única ocupa una banda de frecuencia dos veces más estrecha que una señal modulada en amplitud, lo que permite utilizar el recurso de frecuencia de manera más eficiente y aumentar el rango de comunicación. Además, cuando varias estaciones con OM operan en frecuencias cercanas, no se interfieren entre sí en forma de latidos , lo que ocurre al aplicar modulación de amplitud con una frecuencia portadora no suprimida.

La desventaja del método es la relativa complejidad del equipo y los mayores requisitos de precisión y estabilidad de la frecuencia.

Se utilizan varios métodos para generar la señal OM:

Filtro (más común): un filtro de paso de banda de alto Q con un ancho de banda igual a una banda lateral se coloca a la salida del mezclador . Para ello se utilizan, por ejemplo, filtros de escalera sobre resonadores de cuarzo o filtros electromecánicos .
Inversión de fase (compensación de fase): una de las bandas laterales se invierte en fase y se suma a sí misma (compensada). En este caso, la portadora es suprimida por un filtro o un modulador balanceado .

Aplicación

OM (SSB) debido a su efectividad es ampliamente utilizado en comunicaciones de radio profesionales y aficionados . AM ya no se usa en esta área.
OM se utiliza en equipos analógicos para multiplexar canales telefónicos, por ejemplo, en sistemas de transmisión analógica comunes como K-60P, K-300 y otros. En las redes telefónicas públicas, los sistemas analógicos fueron reemplazados por sistemas de transmisión digital basados en PCM , sin embargo, en varios sistemas departamentales y militares, al menos en el territorio de la antigua URSS , todavía se usa.
El uso de OM (SSB) genera una complicación significativa y un aumento en el costo de recibir equipos de radio, por lo tanto, en la radiodifusión de consumo , la radiodifusión de modulación de banda lateral única no se usó mucho y finalmente fue suplantada por la radiodifusión digital en el estándar DRM . Una de las razones del rechazo de SSB en la radiodifusión es también el requisito de alta estabilidad y precisión de los osciladores de referencia tanto del transmisor como del receptor. Si no se cumple este requisito, se produce una distorsión característica de la señal sonora, una especie de voz "sintética". Esto es moderadamente aceptable para la información de voz, pero completamente inaceptable para la transmisión de música.
Por lo general, las redes de radio de onda corta departamentales, militares y marítimas utilizan la banda lateral superior ( USB ).
En la radioafición , se acostumbra utilizar la banda inferior en las bandas de baja frecuencia (por debajo de 10 MHz, que corresponde a las bandas de hasta 40 metros inclusive), y la banda superior en todas las demás, incluidas VHF y microondas. Muchos transceptores, tanto profesionales como aficionados, tienen un interruptor que le permite seleccionar cualquier banda lateral. A veces, en equipos no profesionales, en aras de simplificar el circuito, solo se suprime la portadora (este método se denomina DSB - doble banda lateral en inglés ) [3] , lo que le permite recibir satisfactoriamente señales de banda lateral única y transmitir, aunque con menor eficiencia, señales que se pueden recibir en el receptor en modo OM. Sin embargo, no está permitido emitir este tipo de señal en todos los países.
En redes departamentales, marítimas y militares, a veces se utiliza la transmisión de información diferente en las bandas laterales superior e inferior, o incluso la operación dúplex en la misma frecuencia portadora.
Un tipo intermedio de modulación entre AM y OM con una banda lateral inferior parcialmente suprimida se ha utilizado ampliamente en la radiodifusión de televisión terrestre analógica.

Otras denominaciones

La banda lateral inferior (NBP) en terminología inglesa se abrevia LSB ( banda lateral inferior en inglés ), la banda superior (VBP) - USB ( banda lateral superior en inglés ).

En equipo soviético:

A3J-A 1 - OM con lado superior y portador no más del 3%;
A3J-B 1 - OM con lado inferior y portador no más del 3%;
A3A-A 1 - OM con cara superior y 10% de portadora para control automático de frecuencia (AFC) para combatir el efecto Doppler al comunicarse con objetos en movimiento rápido;
A3A-B 1 - OM con un lado inferior y 10% de portadora para control automático de frecuencia (AFC) para combatir el efecto Doppler al comunicarse con objetos que se mueven rápidamente;
A3H-A 1 - OM con lado superior y 70% de portadora para la posibilidad de recibir una señal con OM con receptores convencionales de modulación de dos bandas laterales;
A3H-B 1 - OM con banda lateral inferior y 70% de portadora para la posibilidad de recibir una señal con OM con receptores convencionales de modulación de dos bandas laterales.

Notas

↑ Bykhovskiy M. A. 4.1 Métodos de modulación analógica // Círculos de memoria (Ensayos sobre la historia del desarrollo de las comunicaciones por radio y la radiodifusión en el siglo XX). - M. , 2001. - S. 28. - 224 p. — ISBN 5-93533-011-.
↑ Designación de tipos de comunicación por radio . Consultado el 1 de marzo de 2018. Archivado desde el original el 2 de marzo de 2018. (indefinido)
↑ Transceptor HF de conversión directa JUMA-TRX1 Archivado el 28 de mayo de 2010 en Wayback Machine .

Literatura

Bunimovich S. G., Yaylenko L. P. Técnica de radiocomunicación de banda única amateur. - M. : Editorial DOSAAF, 1970.

Enlaces

SSB de banda lateral única Archivado el 24 de marzo de 2011 en Wayback Machine .

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