Balansli modulyatsiya

Balansli modulyatsiya
Yuqorida ta’kidlanganidek, AM signal quvvatining katta qismi hech qanday axborotga ega bo‘lmagan tashuvchi uchun sarflanadi. Uzatkich quvvatidan samarali foydalanish uchun tashuvchisi yo‘q qilingan (bostirilgan) ikki polosali signaldan foydalanish maqsadga muvofiq. Spektrida tashuvchisi mavjud bo‘lmagan va faqat ikkita yon tomon polosalaridan iborat bo‘lgan garmonik modulyatsiya turi balansli modulyatsiya (inglizcha – amplitude modulation with suppressed carrier, AM-SC) deb ataladi
Bitta garmonik signal bilan balansli modulyatsiyalangan (BM) signalning matematik ifodasi quyidagicha
Agar modulyatsiyalovchi signal murakkab, ya’ni bir nechta garmonikalardan iborat bo‘lsa, u holda BM signal quyidagi ko‘rinishga ega bo‘lad
Bundan ko‘rinadiki, BM signal spektri AM signal spektriga o‘xshash bo‘lib, faqat tashuvchisi mavjud emas. 5.8-rasmda BM signalning vaqt diagrammasi keltirilgan.
BM signalning vaqt diagrammasi (ossillogrammasi)dan ko‘rish mumkinki, bunda ushbu signal yuqori chastotali tebranish bilan to‘ldirilgan bo‘lib, ammo bu yerda tashuvchi tebranishning o‘zi mavjud emas. Bundan tashqari o‘rovchisining qiymati musbatdan manfiyga o‘tganida (modulyatsiyalovchi signalning qiymati ga muvofiq) yuqori chastotali to‘ldiruvchining fazasi 180° ga o‘zgaradi (sakraydi).
Natijada, agar bunday BM signal 𝜕0 chastotaga sozlangan tebranish konturiga
berilsa, unda o‘sha vaqtda yuzaga keladigan tebranish keyingi davr tebranishi bilan
bostiriladi (kompensatsiyalanadi). Shunday qilib, konturning chiqish effekti amaliy
jihatdan deyarli minimal bo‘ladi.
BM signalni shakllantirish qurilmasi balansli modulyator deb ataladi.
Balansli modulyatorning prinsipial sxemalari: diodli ikki taktli amplituda
modulyatoridan iborat bo‘lgan sxema 5.9a-rasmda, halqali modulyator sxemasi
5.9b-rasmda keltirilgan.
Bunda tashuvchi chastota sxemaning ikkita yelkasiga bir xil faza bilan,
modulyatsiyalovchi chastota esa qarama-qarshi faza bilan ta’sir etadi. BM
chiqishida 𝜕0 ± Ω chastotali signalni hosil qilamiz, bunda tashuvchi chastota
kompensatsiyalanadi (yo‘qoladi), chunki diodlardan o‘tayotgan tok va 𝜕0
chastotalar qarama-qarshi faza bilan o‘tadi. BM sifatida halqali modulyator (HM)
deb ataluvchi ikkita ikki taktli amplituda modulyatori birlashmasidan iborat sxema
ham ishlatiladi (5.9b-rasm).
Xulosa o‘rnida quyidagilarni keltiramiz. BM signal spektrining kengligi AM signal spektrining kengligi bilan teng. BMda AMga nisbatan uzatkichning quvvatidan samarali foydalaniladi, chunki bunda tashuvchi chastotani nurlatish uchun hech qanday energiya sarflanmaydi. Shunga qaramasdan BM keng
qo‘llanilmaydi, chunki qabul qilish tomonida BM signaldan foydali axborot signalini ajratib olish uchun zarur bo‘lgan tashuvchini tiklashning iloji yo‘q.
Bir polosali modulyatsiya
Balansli va amplitudasi modulyatsiyalangan signalda foydali axborot ushbu
signal spektrining yon polosalari tarkibida bo‘ladi. Ushbu yon polosalar bir xil axborot tashiydilar. Agar ushbu yon polosalardan birini bartaraf qilsak, quyidagi afzalliklarga ega bo‘lamiz:
 radioaloqa uzoqligini saqlab qolgan holda radiouzatkich quvvatini
kamaytirish;
 uzatilayotgan signal polosasini ikki marta qisqartirish, buning natijasida
esa radioqabullagich o‘tkazish polosasini (oralig‘ini) qisqartirish (toraytirish)
hamda bitta aloqa liniyasida kanallar sonini ko‘paytirish imkoniyati paydo bo‘ladi;
 radioqabullagichda signal/shovqin nisbatini oshirish.
Bir polosali modulyatsiya (BPM; inglizcha – single side band, SSB) deb spektrida faqat bitta yon tomon: yuqori yoki pastki polosasi mavjud bo‘lgan garmonik modulyatsiya turiga aytiladi. Bir polosali modulyatsiya AM signal spektridagi tashuvchi va bitta yon polosani bostirish orqali hosil qilinadi. Bunda spektrda faqatgina bitta yon polosa qoladi. BPM signal agar yuqori polosadan foydalanilsa quyidagicha ifodalanadi
BPM signal agar pastki polosadan foydalanilsa (5.20) ifodadagi Ω oldidagi
“+” ishorasi “–” ishorasiga o‘zgaradi, ya’ni 𝜕0− Ω bo‘ladi.
Bir polosali signalni hosil qilishda ikki usuldan foydalaniladi:
1. Filtrlash usuli;
2. Fazakompensatsiya usuli.
Filtrlash usulida balansli modulyator yoki halqali modulyator yordamida
BM signal hosil qilinadi va hosil bo‘lgan signalning bitta polosasi (yuqori yoki
pastki) filtr orqali filtrlanadi. Filtr sifatida oddiy polosa filtrlari dan foydalanish
mumkin. BPM signalni shakllantirish qurilmasining strukturaviy sxemasi 5.10arasmda va uning ish jarayonini tushuntiruvchi chizma 5.10b-rasmda keltirilgan
Fazakompensatsiya usuli. Ushbu usulda oddiy AM kaskadlardan tashkil
topgan qo‘zg‘atkichda N ta parallel kanal hosil qilinadi. Ushbu kaskadlar qo‘zg‘atilish kuchlanishining fazalari faza surgich yordamida 𝜒 burchakka surilgan bo‘ladi va tashuvchi toklar umumiy yuklamada o‘zaro kompensatsiyalanadi. Bundan tashqari, har bir kaskaddagi modulyatsiyalovchi kuchlanish bir-biriga nisbatan 𝜒 burchakka siljitilgan bo‘ladi. Amaliyotda uch va to‘rt fazali sxema ko‘proq ishlatiladi.
Fazakompensatsiya usulining afzalligi – berilgan ishchi chastotada kichik sonli nochiziqli o‘zgartirish orqali bir polosali signalni shakllantirish imkoniyati bo‘lib, bu esa o‘z navbatida nochiziqli buzilishlar va ikkilamchi chastotalar sathining kamayishiga olib keladi. Kamchiligi – aniq simmetrik sxemalar va past chastotali keng polosali faza surgichni yaratishning qiyinligi sababli tashuvchi va keraksiz yon chastota tebranishlarini bostirish sathining kichikligi (40 dB dan kichik).
Bir polosali signalni shakllantirishning barcha usullarida murakkab
apparaturalar talab qilinadi. BPM signal spektrining kengligi AM signal
spektrining kengligiga nisbatan 2 marta tor (qisqa) bo‘ladi, natijada esa
radioqabullagich o‘tkazish oralig‘ini qisqartirish imkoniyati yuzaga keladi. Faqat shuning hisobiga signal/shovqin nisbati kuchlanish bo‘yicha √2 marotaba va quvvat bo‘yicha 2 marotaba kattalashadi. BPM signalni uzatishdagi umumiy samaradorlik AMga nisbatan 16 marotaba ko‘proq.
BPM asosan ko‘p kanalli radioaloqa tizimlarida ishlatiladi. Bu holda har bir
uzatilishi kerak bo‘lgan xabar BPM signalga aylantiriladi va chastota bo‘yicha birbiridan farq qiladi. Keyin esa bu signallar qo‘shilib guruh signaliga aylantiriladi. Chastota bo‘yicha ajratishga asoslangan bunday tizimlar bir necha yuzlab telefon xabarlarini uzatishi mumkin