מערכות תקשורת · 11.9004 · תרגול בית

שיעור 4 · אפנון תנופה AM

למידה עצמאית לאחר ההרצאה
רענון ← מעבדת סימולציה ← תרגיל מודרך ← מלכודות מבחן.

תמצית רענון · אבני הבניין של AM

באפנון תנופה, אות המידע הנמוך m(t) = Am cos(ωm t) משנה את המעטפת של הגל הנושא c(t) = Ac cos(ωc t).

uAM(t) = Ac [1 + ma cos(ωm t)] cos(ωc t) ma = Am / Ac = Vmax − VminVmax + Vmin
מקדם האפנון ומדידה מאוסצילוסקופ נוסחאון · אפנון AM בתחום הזמן ←
fUSB = fc + fm  ·  fLSB = fc − fm  ·  BWAM = 2 fm PAM = Pc (1 + ma²2 )  ·  ηmax = 1/3 ≈ 33.3%
פסי צד · רוחב פס · הספקים · נצילות מרבית נוסחאון · ספקטרום, הספקים ונצילות ב־AM ←

בוחן חימום · 3 שאלות

1. מה יקרה אם נגדיל את תדר המידע fm מ־2 kHz ל־5 kHz?

א. אמפליטודת הגל הנושא Ac תוכפל
ב. רוחב הפס BWAM יגדל מ־4 kHz ל־10 kHz
ג. מקדם האפנון ma יקטן במחצית

2. מה משמעות ma = 1.4?

א. נצילות שידור מושלמת של 100%
ב. האות נחלש ולא ניתן לקליטה
ג. אפנון־יתר: המעטפת חוצה אפס ונגרם עיוות במקלט

3. לאן הולך רוב ההספק (מעל 66%) במשדר AM רגיל?

א. לגל הנושא בתדר fc (שאינו נושא מידע חדש)
ב. לפס הצד העליון USB
ג. לחום המתבזבז באנטנה

מעבדת חקירה · זמן וספקטרום

שנה ערכים וראה בזמן אמת את המעטפת ואת מחטי הפס. נסה לחצות את ma = 1.

✓ אפנון תקין (ma ≤ 1)

תחום הזמן · מעטפת AM

תחום התדר · LSB · Carrier · USB

ma
0.60
Vmax
16.0 V
Vmin
4.0 V
LSB / USB
495 / 505
BWAM
10 kHz
η
15.3%

תרגיל בית מודרך · מתכונת מה״ט

תחנת רדיו משדרת אות AM: fc = 1 MHz, Ac = 100 V, fm = 5 kHz, Am = 60 V, עומס אנטנה R = 50 Ω.

שלב 1 · מקדם האפנון ma

חשב ma = Am / Ac וקבע אם האפנון תקין.

חלק 60 ב־100. אם התוצאה ≤ 1 האפנון תקין.

שלב 2 · מתחי המעטפת Vmax ו־Vmin

Vmax = Ac + Am  ·  Vmin = Ac − Am

שלב 3 · פסי צד ורוחב פס

המר יחידות: 1 MHz = 1000 kHz. חשב fUSB, fLSB, BW.

שלב 4 · הספקים ונצילות

Pc = Ac² / (2R)  ·  PAM = Pc (1 + ma²/2)

מלכודות מבחן קריטיות ב־AM

1 · מתח מקצה־לקצה (Vpp)

אם נתון גרף אוסצילוסקופ עם Vpp, חלק ב־2 לקבלת האמפליטודה. דוגמה: Vpp = 40 V ⇒ A = 20 V.

2 · יחידות תדר (kHz מול MHz)

הנושא ב־MHz והמידע ב־kHz. חובה להמיר לפני חיבור/חיסור: 1.2 MHz + 4 kHz = 1204 kHz.

3 · רוחב הפס הוא 2·fm

לא fm בלבד. אם המידע תופס 15 kHz, האות המאופן תופס 30 kHz.

4 · נצילות מקסימלית 33.3%

ב־AM קלאסי עם ma = 1 הנצילות היא בדיוק שליש. תוצאה מעל 33.3% מעידה על שגיאה אלגברית.

רפלקציה · משוב למרצה

המשוב עוזר להתאים את ההסברים בשיעורים הבאים.