La modulación de banda lateral única ( SSB ) del es un refinamiento de la modulación de amplitud que utiliza más eficientemente la corriente eléctrica y la anchura de banda . Es estrechamente vinculada a la modulación rudimentaria del banda lateral (VSB) (véase el debajo de ).

La modulación de amplitud produce una señal de salida modulada que tenga dos veces la anchura de banda de la señal original de la banda base . La modulación de banda lateral única evita esta anchura de banda que dobla, y la energía perdida en un portador, en el coste de complejidad algo creciente del dispositivo.

La primera patente de los E. para la modulación de SSB era aplicada para el 1 de diciembre de 1915 cerca el Juan Renshaw Carson .382, titulada " Método y medios para señalar con Waves" de alta frecuencia; fue concedido a Carson el 27 de marzo de 1923 y asignado a AT&T.

La marina americana Experimentó con SSB sobre sus circuitos de radio antes de Primera Guerra Mundial. SSB primero incorporó servicio comercial en el 7 de enero de 1927 en el circuito público transatlántico de onda larga del radioteléfono entre Nueva York y Londres. Los transmisores del poder más elevado SSB fueron situados en el punto, Nueva York y el rugbi rocosos, Inglaterra . Los receptores estaban en localizaciones muy reservadas en el Houlton, Maine y Cupar Escocia.

SSB también fue utilizado sobre líneas telefónicas interurbanas, como parte de una técnica conocida como multiplexación Frequency-division . (FDM) fue iniciado por las compañías telefónicas en los años 30 . Esto permitió a muchos canales de la voz ser enviada abajo de un solo circuito físico. El uso de SSB significó que los canales se podrían espaciar (generalmente) apenas 4.000 hertzios de separado, mientras que ofrece una anchura de banda del discurso del &ndash nominal 300; 3.

Los operadores de radio aficionados comenzaron a experimentar seriamente con SSB después de la Segunda Guerra Mundial . Se ha convertido en un estándar de hecho para las transmisiones de radio de la voz interurbana desde entonces.

Generación de señal

Filtración sintonizada

Considerar una señal amplitude-modulated, que tendrá dos copias frecuencia-cambiadas de puesto de la señal de modulación (el más bajo es la frecuencia invertido ) de cualquier lado de la portadora restante . Éstos se conocen como bandas laterales

Un método de producir una señal de SSB es quitar uno de los bandas laterales vía el que filtra que deja solamente el el banda lateral superior (USB ) o a menos comúnmente el banda lateral más bajo ( LSB ) del . Lo más a menudo posible, se reduce (suprimido) o se quita el portador enteramente. Si se asume que ambos bandas laterales ser simétrico, ninguna información se pierde en el proceso. Puesto que la amplificación final del RF ahora se concentra en un de banda lateral única, la salida de energía eficaz es mayor que en el normal (el portador y el banda lateral redundante explican bien sobre la mitad de la salida de energía de un transmisor de la). Aunque SSB utiliza substancialmente menos anchura de banda y energía, no puede ser desmodulado por un detector de sobre simple como el estándar.

Modulador de Hartley

Una otra método de la generación conocida como modulador de Hartley del, nombrado después R. Hartley, utiliza el que pone en fase para suprimir el banda lateral indeseado. Para generar una señal de SSB con este método, dos versiones de la señal original se generan, el mutuamente 90° fuera de fase. Cada una de estas señales entonces se mezcla con las portadoras que son también del 90° fuera de la fase con uno a. Agregando o restando las señales resultantes, una señal más baja o superior del banda lateral resulta. Una ventaja de este acercamiento es permitir una expresión analítica para las señales de SSB, que se pueden utilizar para entender efectos tales como detección síncrona de SSB.

Cambiando de puesto la banda base señalar el 90° de fase no puede ser hecho simplemente retrasándolo, como contiene una gama grande de frecuencias. En circuitos análogos, se utiliza una red de organización. El método era popular en los días de radios Vacuum-tube, pero ganó más adelante una mala reputación debido a las puestas en práctica comerciales mal ajustadas. La modulación usar este método está ganando otra vez renombre en el homebrew y los campos DSP . Este método, utilizando el Hilbert transforma al desplazamiento de fase el audio de la banda base, se puede hacer a bajo costo con el trazado de circuito digital.

Modulador del tejedor

Otra variación, el modulador del tejedor del, los filtros de paso bajo de las aplicaciones solamente y los mezcladores de la cuadratura, y es un método favorecido en puestas en práctica digitales.

En el método del tejedor, la venda del interés primero se traduce para ser centrada en cero, conceptual modulando un $exponencial\; complejo\; \backslash \; exp\; (j\; \backslash \; Omega\; t)$ con frecuencia en el medio del voiceband, pero ejecutado por un par de la cuadratura de moduladores del seno y del coseno en esa frecuencia (e. Esta señal o par compleja de señales verdaderas es entonces de paso bajo filtrado para quitar el banda lateral indeseado que no se centra en cero. Entonces, la señal compleja de banda lateral única centrada en cero upconverted a una señal verdadera, por otros pares de mezcladores de la cuadratura, a la frecuencia de centro deseada.

Puntos culminantes matemáticos

Dejar los $s\; (t)\; \backslash ,$ sea la forma de onda de la banda base que se transmitirá. Su Fourier transforma, $S\; (f)\; \backslash ,$, es simétrico hermitiano sobre el $f=0\; \backslash ,\; eje\; de$, porque los $s\; (t)\; \backslash ,$ es el con valores reales. Modulación doble del banda lateral de $s\; (t)\; \backslash ,$ a una frecuencia de la transmisión de radio, $F\_c\; \backslash ,$, los movimientos el eje de la simetría al $f=\; \backslash \; P.F\_c$, y los dos lados de cada eje se llama los bandas laterales .

Dejar el $\backslash \; el\; widehat\; s\; (t)\; \backslash ,$ representan el Hilbert transforman de $s\; (t)\; \backslash ,\; de$.   de ; Entonces $s\_a\; del$

l (t) = s (t)+j \ cdot \ widehat s (t) \,

es un concepto matemático útil, llamado un la señal analítica . El Fourier transforma de $s\_a\; (t)\; \backslash ,$ iguala $2\; \backslash \; cdot\; S\; (f)\; \backslash ,$, para el $f\; >\; 0\; \backslash ,$, pero él no tiene ningún componente de la negativo-frecuencia . Puede ser modulado tan a una radiofrecuencia y a un producto apenas un solo banda lateral del .

La representación analítica del $\backslash \; de\; lechuga\; romana\; (2\; \backslash \; pi\; F\_c\; \backslash \; cdot\; t)\; \backslash ,$ era : $del$

l \ lechuga romana (2 \ pi F_c \ cdot t)+j \ cdot \ pecado (2 \ pi F_c \ cdot t) =   del e^ {j2 \ pi F_c \ cdot t} ; (la igualdad es la fórmula de Euler)

de quién Fourier transforman es $\backslash \; delta\; ()\; \backslash ,\; del\; f-F\_c$.

Cuando $s\_a\; (t)\; \backslash ,$ son modulado (es decir multiplicado) por $e^\; \{j2\; \backslash \; pi\; F\_c\; \backslash \}\; \backslash ,\; del\; cdot\; t$, todos los componentes de la frecuencia son cambiados de puesto por $+F\_c\; \backslash ,$, tan allí no siguen siendo ningún componente de la negativo-frecuencia. Por lo tanto, el producto complejo es un representation analítico de del de banda lateral única del signal: $s\_a\; del$

l (t) \ e^ del cdot {j2 \ pi F_c \ cdot t} = s_ {ssb} (t) +j \ s_ del cdot \ del widehat {ssb} (t) \,

donde está la forma de onda el $s\_\; \{ssb\}\; (t)\; \backslash ,$ con valores reales, de banda lateral única. Por lo tanto :

Bajar el banda lateral

$s\_a\; (t)\; \backslash ,$ representa el banda lateral superior de la señal de la banda base, $s\_\; \{+\}\; (t)\; \backslash ,$. Es también posible, y útil, transportar la información de la banda base usar su banda lateral más bajo, $s\_\; \{-\}\; (t)\; \backslash ,$, que es una imagen de espejo sobre f=0 hertzio. Por una característica general del Fourier transformar, los medios que es la conjugación compleja del $s\_\; \{+\}\; (t)\; \backslash ,\; de\; esa\; simetría\; de$: $s\_\; del$

l {-} (t) = ^*(t) = s_a^*(t) = s del s_ {+} (t) - j \ cdot \ widehat s (t) \,

Observar el del that: $s\_\; del$

l {+} (t) + s_ {-} (t) = 2s (t) \,

El aumento de 2 es un resultado de definir la señal analítica (un banda lateral) de tener la misma energía total que $s\; (t)\; \backslash ,$ (ambos bandas laterales).

Como antes, señal es modulado por $e^\; \{j2\; \backslash \; pi\; F\_c\; \backslash \}\; \backslash ,\; del\; cdot\; t$. El $F\_c\; típico\; \backslash ,$ es bastante grande que el banda lateral más bajo traducido (LSB) no tiene ningún componente de la negativo-frecuencia. Entonces el resultado es otra señal analítica, cuya parte real es la transmisión real.

Desmodulación

Las partes frontales de un receptor de SSB son similares a la de un receptor de la o de FM, consistiendo en las partes frontales superheterodinas del RF que producen una versión frecuencia-cambiada de puesto de la señal (RF) de la radiofrecuencia dentro de una venda estándar de la frecuencia intermedia (SI).

Para recuperar la señal original de SI la señal de SSB, el de banda lateral única se debe frecuencia-cambiar de puesto abajo a su gama original de frecuencias de la banda base, usando un detector del producto que mezclas él con la salida de un oscilador de frecuencia de golpe (BFO). Es decir es apenas otra etapa de la heterodinación.

Según esto a trabajar, la frecuencia de BFO debe ser ajustada exactamente. Si se ajusta mal el BFO, la señal de salida frecuencia-será cambiada de puesto, haciendo el sonido de discurso extraño y el " " del pato de Donald ; - como, o incomprensible.

Como ejemplo, considerar SI SSB señal se centró en frecuencia $F\_\; \{si\}\; \backslash ,$ = 45000 hertzios. La frecuencia de la banda base que necesita ser cambiado de puesto a es $F\_b\; \backslash ,$ = 2000 hertzios. BFO salida forma de onda es $cos\; (2\; \backslash \; pi\; \backslash \; cdot\; F\_\; \{\}\; del\; bfo\; \backslash \; cdot\; t)\; \backslash ,$. Cuando la señal es multiplicada por ( Heterodyned del aka el “con ") la forma de onda de BFO, cambia de puesto la señal al   $()\; \backslash ,\; de\; F\_\; \{si\}\; +F\_\; \{bfo\}\; \; de$; and al   $|F\_\; \{si\}\; -\; F\_\; \{bfo\}|\backslash ,$, que se conoce como la frecuencia de golpe del o frecuencia de imagen del . Objetivo es elegir $F\_\; \{\}\; \backslash ,\; del\; bfo$ ese da lugar a   $|F\_\; \{si\}\; -\; F\_\; \{bfo\}|=F\_b\; \backslash ,$ = 2000 hertzios. (Los componentes indeseados en el $()\; \backslash ,\; de\; F\_\; \{si\}\; +F\_\; \{bfo\}$ se puede quitar por un filtro de paso bajo (tal como el oído humano ).)

Observan que allí son dos opción para $F\_\; \{\}\; \backslash ,\; del\; bfo\; de$: 43000 hertzios y 47000 hertzios, bajo-lado aka e inyección del alto-lado del . Con la inyección del alto-lado, los componentes espectrales que fueron distribuidos alrededor 45000 hertzios serán distribuidos alrededor 2000 hertzios en la orden reversa, también conocida como espectro invertido . Eso es de hecho deseable cuando SI el espectro también se invierte, porque la inversión de BFO restaura las relaciones apropiadas. Una razón de ésa es cuando SI el espectro es la salida de una etapa de inversión en el receptor. Otra razón es cuando la señal de SSB es realmente un banda lateral más bajo, en vez de un banda lateral superior. Pero si ambas razones son verdades, después SI el espectro en no invertido, y el BFO de no-inversión (43000 hertzios) si se utilizan.

Si $F\_\; \{\}\; \backslash ,\; del\; bfo$ está apagado por una pequeña cantidad, después la frecuencia de golpe no es exactamente $F\_b\; \backslash ,$, que puede llevar al discurso la distorsión mencionada anterior.

¡ de la frecuencia SSB como técnica el discurso-revolver

Las técnicas de SSB se pueden también adaptar frecuencia-cambian de puesto y frecuencia-invierten las formas de onda de la banda base Estos efectos fueron utilizados, conjuntamente con otras técnicas de filtración, durante la Segunda Guerra Mundial como método simple para la encripción del discurso. Las conversaciones del radioteléfono entre los E. y el Gran Bretaña fueron interceptadas y " decrypted" de los alemanes; incluyeron algunas conversaciones tempranas entre el Franklin D. Roosevelt y el Churchill . De hecho, las señales se podían entender directo por los operadores entrenados. Para permitir en gran parte comunicaciones seguras entre Roosevelt y Churchill, el sistema SIGSALY de encripción digital fue ideado.

Hoy, tales técnicas inversión-basadas simples de la encripción del discurso se descifran fácilmente usar técnicas simples y se miran no más como seguras. -->

Portador suprimido SSB

La modulación suprimida del portador SSB es utilizada por ATSC . El instrumento de los módems del DSL suprimió la modulación del portador SSB también.

Banda lateral rudimentario (VSB)

Un banda lateral rudimentario (en la comunicación de la radio ) es un banda lateral que se ha cortado solamente o se ha suprimido en parte. Las difusiones de la televisión (en el NTSC, el amigacho, o el formato video análogo del SECAM ) utilizan este método si el vídeo es transmitido en el, debido a la anchura de banda grande usada. Puede también ser utilizado en la transmisión digital, tal como el estandardizado ATSC 8-VSB . El Milgo 4400/48 módem (circa 1967) utilizó afinar de defasaje rudimentario del banda lateral y para proporcionar la transmisión de 4800 bit/s sobre un canal de 1600 hertzios.

La señal video de la banda base usada en la TV en los países que utilizan NTSC o ATSC tiene una anchura de banda de 6 megaciclos. Para conservar anchura de banda, SSB sería deseable, pero la señal video tiene contenido de baja frecuencia significativo (brillo medio) y tiene pulsos sincronizadores rectangulares. El compromiso es modulación rudimentaria del banda lateral. En banda lateral rudimentario el banda lateral superior lleno de la anchura de banda W2 = 4 megaciclos se transmite, pero solamente W1 = 1.25 megaciclos del banda lateral más bajo se transmite, junto con un portador. Esto hace con eficacia el sistema en las frecuencias bajas de la modulación y SSB en las altas frecuencias de la modulación. La ausencia de los componentes más bajos del banda lateral en los de alta frecuencia debe ser compensada, y esto es hecha por el RF y SI los filtros.

Ver también

Modulación por otros ejemplos de las técnicas de la modulación
Banda lateral para la información de carácter general sobre un banda lateral
ACSSB, amplitud-companded de banda lateral única
Transmisión de banda lateral única del suprimir-portador

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Zenithic

Northern draughtboard shark

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