Однополосная модуляция (Амплитудная модуляция с одной боковой полосой) (ОМ, англ. Single-sideband modulation, SSB) — разновидность амплитудной модуляции (AM), широко применяемая в аппаратуре каналообразования для эффективного использования спектра канала и мощности передающей радиоаппаратуры.
Принцип
В радиосигнале с АМ 70 % мощности передатчика расходуется на излучение сигнала несущей частоты, который не содержит никакой информации о модулирующем сигнале. Остальные 30 % делятся поровну между двумя боковыми частотными полосами, которые представляют собой точное зеркальное отображение друг друга. Таким образом, без всякого ущерба для передаваемой информации можно исключить из спектра сигнала несущую и одну из боковых полос, и расходовать всю мощность передатчика для излучения только информативного сигнала.
В детекторе приемника для декодирования однополосного сигнала приходится восстанавливать несущую, то есть смешивать однополосный сигнал и частоту специального гетеродина. В супергетеродине для этого ставится отдельный гетеродин, работающий на частоте, равной последней ПЧ; в приемнике прямого преобразования несущую восстанавливает единственный гетеродин приемника; приемники прямого усиления для приема ОМ, вообще говоря, непригодны.
Сигнал с однополосной модуляцией занимает в радиоэфире полосу частот вдвое уже, чем амплитудно-модулированный, что позволяет более эффективно использовать частотный ресурс и повысить дальность связи за счет использования ионосферного распространения, которое нельзя использовать для более широкополосных каналов. Кроме того, когда на близких частотах работают несколько станций с ОМ, они не создают друг другу помех в виде биений, что происходит при применении амплитудной модуляции с неподавленной несущей частотой.
Недостатком метода являются относительная сложность аппаратуры и повышенные требования к частотной точности и стабильности.
Для формирования сигнала ОМ используются различные методы:
- Фильтровый (наиболее распространенный): на выходе смесителя ставится высокодобротный полосовой фильтр с шириной полосы пропускания, равной одной боковой полосе. С этой целью применяются, например, лестничные фильтры на кварцевых резонаторах или электромеханические фильтры.
- Фазоинверсионный (фазокомпенсационный): одна из боковых полос инвертируется по фазе и складывается сама с собой (компенсируется). Несущая при этом подавляется фильтром или балансным модулятором.
Применение
- ОМ (SSB) ввиду своей эффективности широко используется в профессиональной и любительской радиосвязи на коротких и ультракоротких волнах. АМ в этой сфере уже почти не применяется.
- ОМ использовалась в междугородней телефонной связи[источник не указан 1036 дней] (например, в таких распространённых аналоговых системах передачи, как К-60П, К-300 и других), пока не была вытеснена цифровыми системами передачи на основе ИКМ. Она обеспечивала возможность передачи наибольшего количества каналов ТЧ по одной паре.
- Использование ОМ (SSB) приводит к существенному усложнению и удорожанию приёмной радиоаппаратуры, поэтому в бытовом радиовещании в последнее время вещание на однополосной модуляции свернуто[источник не указан 1211 дней] и введено цифровое вещание в стандарте DRM. Одной из причин отказа от SSB в радиовещании также является характерное звучание, некая «синтетичность» голоса.
- Как правило, в Европе используется верхняя боковая полоса (USB), в США, наоборот, нижняя боковая полоса (LSB). В любительской радиосвязи принято использовать нижнюю полосу на низкочастотных диапазонах (до 40-метрового включительно), и верхнюю — на всех остальных. Многие приемо-передающие устройства как профессионального, так и любительского назначения имеют переключатель, позволяющий выбрать любую боковую полосу. Иногда в любительских передатчиках ради упрощения схемы подавляют только несущую (такой способ называется DSB — англ. double side band)[1], но работать таким видом излучения разрешено не во всех странах.
Другие обозначения
Нижнюю боковую полосу частот (НБП) в англоязычной терминологии обозначают аббревиатурой LSB (Lower Sideband), верхнюю полосу (ВБП) — USB (Upper Sideband).
В советской аппаратуре:
- A3J-A1 — ОМ с верхней боковой и несущей не более 3%;
- A3J-B1 — ОМ с нижней боковой и несущей не более 3%;
- A3A-A1 — ОМ с верхней боковой и 10 % несущей для автоматической подстройки частоты (АПЧ) для борьбы с эффектом Допплера при связи с быстродвижущимися объектами;
- A3A-B1 — ОМ с нижней боковой и 10 % несущей для автоматической подстройки частоты (АПЧ) борьбы с эффектом Допплера при связи с быстродвижущимися объектами;
- A3H-A1 — ОМ с верхней боковой и 70 % несущей для возможности приема сигнала с ОМ обычными приемниками с двухполосной модуляцией;
- A3H-B1 — ОМ с нижней боковой и 70 % несущей для возможности приема сигнала с ОМ обычными приемниками с двухполосной модуляцией.
Примечания
- JUMA-TRX1 Direct Conversion HF Transceiver
Литература
- Бунин С. Г., Яйленко Л. П. Техника любительской однополосной радиосвязи. — М.:Издательство ДОСААФ, 1970
Ссылки
Однополосная модуляция (single side band SSB)