Upload
others
View
2
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
AM: Amplitude Modulation
การที่มนุษย์จะน าเอาข้อความหรือข่าวสาร ส่งไปได้ในระยะ
ทางไกลๆนั้น ถ้าเราจะใช้เสียงพูดกันธรรมดาซึ่งเป็นความถี่ที่มนุษย์ได้ยิน
คือ 20-20000 Hz เสียงพูดหรือเสียงตะโกน หรือใช้เครื่องขยายเสียง
ช่วยก็ตาม ก็จะติดต่อกันในระยะใกล้ๆ 2-3 กิโลเมตรเท่านั้น
การแก้ปัญหานี้คือ เอาคลื่นเสียง + คลื่นวิทย ุ
ด้วยเหตุที่ว่า คลื่นวิทยุสามารถเดินทางได้ไกลมาก
การรวมตัวของคลื่นทั้งสองนี้เราจะเรียกว่า “มอดูเลชั่น”
เรียกสั้นๆว่า “มอด (Mod)”
มีหลายวิธี ได้แก่ AM FM PM เป็นต้น
AM: Amplitude Modulation
Amplitude Modulation
คือการน าเอาคลื่นเสียง ในที่นี้เราจะเรียกว่า ออดิโอฟรีเควนซี่(AF)
ไป มอดูเลทเข้ากับคล่ืนวิทยุ (RF) โดยวิธีการ เอาความแรง
(Amplitude)ของ AF ไปควบคุมความแรงของคล่ืนวิทยุ
AM: Amplitude Modulation
การ mod แบบอื่นๆนอกจากการมอดแบบ AM
การมอดแบบเอฟเอ็ม FM คือการรวมสัญญาณเสียงเข้ากับคลื่น
วิทยุด้วยการเปลี่ยนแปลงทางความถี่คลื่นวิทยุ
หมายความว่า ใช้ความแรงของคลื่นเสียงไปควบคุมความถี่ของคลื่นวิทยุ
สัญญาณ AF แรง = ความถี่คลื่นวิทยุสูงข้ึน
สัญญาณ AF เบา = ความถี่คลื่นวิทยุต่ า
AM: Amplitude Modulation
การ mod แบบพเีอ็ม PM คือการรวมสัญญาณเสียงเข้ากับคลื่น
วิทยุด้วยการเปลี่ยนแปลงทางเฟสของสัญญาณคลื่นวิทยุ
หมายความว่า ใช้ความแรงของสัญญาณเสียงไปควบคุมเฟสของ
คลื่นวิทย ุ
สัญญาณ AF แรง = เฟสของคลื่นวิทยุเลื่อนไปในทางบวก
สัญญาณ AF เบา = เฟสของคลื่นวิทยุเลื่อนไปในทางลบ
AM: Amplitude Modulation
การ mod แบบ AM ในเชิงคณิตศาสตร์และ สเปคตรัม
สมมุติว่า AF = Vpm sin Wmt
โดยที่ให้ Vpm คือ ค่าสัญญาณยอดของเสียง AF
sin Wmt คือรูปคลื่นสัญญาณที่เป็น ไซน์ ที่ความถี่เสียง AF
ให้ Wm = 2πf
m
AM: Amplitude Modulation
สัญญาณวิทยุ RF มีความถี่สูงกว่า AF มาก เป็นคลื่นพาหะที่จะน า
สัญญาณเสียง AF ไปในที่ไกลๆได้ จะให้เป็น Vpc sin Wct
โดยที่ Vpc คือค่าสัญญาณยอดของคลื่นวิทยุ RF
sin Wct คือ รูปสัญญาณที่เป็น ไซน์ ที่ความถี่วิทยุ RF
ให้ Wc = 2πf
c
AM: Amplitude Modulation
ฟังก์ชั่นทางคณิตศาสตร์ที่ควรรู้
sinA . sinB = 1
2 [cos(A-B)-cos(A+B)]
cosA . cosB = 1
2 [cos(A+B)+cos(A-B)]
sinA + sinB = 2 sin(A+B)
2 . cos
(A−B)2
cosA + cosB = 2 cos(A+B)
2 . cos
(A−B)2
AM: Amplitude Modulation
เรามาดูวิธี Mod กัน?
สัญญาณเสียง = Vpm sin Wmt
สัญญาณพาหะ = Vpc sin Wct
ความแรงสูงสุดของเสียง = Vpm
ความแรงสูงสุดของพาหะ = Vpc
พาหะก็จะเปลี่ยนแปลงตามความแรงของ Vpm ก็จะได้
Vpc+Vpm sin Wmt
AM: Amplitude Modulation
AM: Amplitude Modulation
จะเห็นได้ว่า เมื่อไม่มีสัญญาณเสียง AF เข้ามา mod สัญญาณพาหะ RF
ก็จะได้เป็นสัญญาณ
AM = Vpc sin Wct <<__________1
แต่เมื่อมีสัญญาณเสียง AF เข้าไป Mod กับ AM ก็จะเปลี่ยนความแรง
จาก Vpc ไปเป็น Vpc+Vpm sin Wmt
น าค่า Vpc ที่เปลี่ยนไป แทนลงใน สมการที่ 1
AM = (Vpc+Vpm sin Wmt ) sin Wct
Wm คือความถี่สัญญาณเสียง AM
Wc คือความถี่พาหะ
AM: Amplitude Modulation
น า AM มาวิเคราะห์สมการทางคณิตศาสตร์
AM = (Vpc+Vpm sin Wmt ) sin Wct
เอา Vpc หารตลอด จะได้
= (1 +Vpm
Vpc sin W
mt ) sin Wct
= (1 + m sin Wmt ) sin Wct
เอา sin Wct คูณเข้าในวงเล็บ
= sin Wct + m sin Wmt . sin Wct
AM: Amplitude Modulation
จากสูตร sinA . sinB = 1
2 [cos(A-B)-cos(A+B)]
เพราะฉะนั้น
= sin Wct + m
2 cos(Wc-Wm
)t - m
2 cos(Wc+W
m)t
AM: Amplitude Modulation
AM: Amplitude Modulation
ลองดซูิเจง๋จรงิปา่ว?
สมมุติว่า ถ้าเรามีคลื่นเสียงพูดความถี่ที่ 2kHz วัดได้ความแรง 1 V
อยากจะส่งไปให้ได้ไกลๆ โดยผ่านความถ่ีวิทยุท่ี 900kHz ด้วยความแรง
6 V จะส่งแบบ AM อ่ะจะท ายังไง คิดให้ดูหน่อย เขียนออกมาเปน็
สเปกตรัมด้วยนะจ้ะ
สมมุติอีกทีว่า ถ้าเรามีคล่ืนเสียงพูดความถี่ที่ 4kHz วัดได้ความแรง 2 V
อยากจะส่งไปให้ได้ไกลๆ โดยผ่านความถี่วิทยุที่ 1000kHz ด้วยความ
แรง 10 V จะส่งแบบ AM จะท ายังไง คิดให้ดูหน่อย เขียนออกมาเป็น
สเปกตรัมด้วยนะจ้ะ
AM: Amplitude Modulation
ถ้าใช้เครื่องมือที่เรียกว่า สเปกตรัม อนาไลเซอร์ จับคล่ืนทั้งหมดจะได้ดัง
รูป
AM: Amplitude Modulation
เนื่องจากสถานีวิทยุกระจายเสียงจริงๆ ความถี่คลื่นพาหะจะต่างจากคลื่น
เสียงมาก ดังนั้นจึงเกิดปัญหาที่ว่า
“ความถี่ไซดแ์บนด ์ใกล้เคยีงกบั ความถี่คลื่นพาหะมาก”
AM: Amplitude Modulation
แต่ในความเป็นจริงแล้วปัญหานี้จะหมดไป เพราะเสียงท่ีส่งกระจายเสียง
ตามคลื่นวิทยุ ไม่ใช่ความถี่ 1 kHz โดดๆ เพราะจะเป็นเสียงดนตรี เสียง
กลอง เสียงกีต้า เสียงคนร้อง ฯลฯ ในระบบมาตรฐานจะมีความกว้างของ
สัญญาณเสียง 20Hz – 15kHz
AM: Amplitude Modulation
การหาเปอรเ์ซน็ตก์าร Modulation
หาได้โดยตรงจากรูปของสัญญาณมอดูเลตเอเอ็ม
การหา Modulation index (m) = Vpm
Vpc
เปอร์เซ็นการ Modulation = 𝐸𝑚𝑎𝑥−𝐸𝑚𝑖𝑛
𝐸𝑚𝑎𝑥+𝐸𝑚𝑖𝑛 x100 เปอร์เซนต ์
AM: Amplitude Modulation
AM: Amplitude Modulation
ลองดซู ิเข้าใจแค่ไหน?
มีสัญญาณ AF = 20 sin(2π 2×103t)
มีสัญญาณ RF = 30 sin(2π 480×103t)
เอามาท าการ Mod แบบ AM จะได้
Modulation Index =?
% Mod =?
AM: Amplitude Modulation
AM: Amplitude Modulation
วงจรการก าเนิด AM และวงจร AM แบบต่างๆ
AM: Amplitude Modulation
AM: Amplitude Modulation
AM: Amplitude Modulation
AM: Amplitude Modulation
ฝากไว้ใหค้ดิ?
1. Amplitude modulation คือ?
2. ถ้าเรามีคลื่นเสียงพูดความถี่ที่ 3.5kHz วัดได้ความแรง 2 V
อยากจะส่งไปให้ได้ไกลๆ โดยผ่านความถี่วิทยุที่ 950kHz ด้วยความแรง
3 V จะส่งแบบ AM จงแสดงวิธีท าเพื่อหาค่าต่อไปนี้
2.1 ค่า Modulation Index
2.2 เปอรเ์ซ็นการมอดูเลชั่น
2.3 แสดงวิธีท าเพื่อหาค่าสัญญาณในรูป AM
2.4 สเปกตรัมของสัญญาณ AM
10 คะแนนนะจ้ะ ลอกกันท าข้อสอบไม่ได้นะเออ
AM: Amplitude Modulation