Transmisión de portadora suprimida de doble banda lateral

Transmisión de portadora suprimida de doble banda lateral (DSB-SC) es una transmisión en la que las frecuencias producidas por la modulación de amplitud (AM) están espaciadas simétricamente por encima y por debajo de la frecuencia de la portadora. y el nivel de la portadora se reduce al nivel práctico más bajo, siendo idealmente completamente suprimido.

En la modulación DSB-SC, a diferencia de AM, la onda portadora no se transmite; así, gran parte de la potencia se distribuye entre las bandas laterales, lo que implica un aumento de la cobertura en DSB-SC, en comparación con AM, para el mismo consumo de potencia.

La transmisión DSB-SC es un caso especial de transmisión de portadora reducida de doble banda lateral. Se utiliza para sistemas de datos de radio. Este modo se usa con frecuencia en comunicaciones de voz de radioaficionados, especialmente en bandas de alta frecuencia.

Espectro

DSB-SC es básicamente una onda de modulación de amplitud sin la portadora, lo que reduce el desperdicio de energía y le otorga una eficiencia del 50 %. Este es un aumento en comparación con la transmisión AM normal (DSB) que tiene una eficiencia máxima de 33.333%, ya que 2/3 de la potencia está en la portadora que no transmite información útil y ambas bandas laterales contienen copias idénticas de la misma información. La portadora suprimida de banda lateral única (SSB-SC) es 100% eficiente.

Espectrum plot of a DSB-SC signal:

Generación

DSB-SC es generado por un mezclador. Consiste en una señal de mensaje multiplicada por una señal portadora. La representación matemática de este proceso se muestra a continuación, donde se utiliza la identidad trigonométrica de producto a suma.

${displaystyle underbrace {V_{m}cos left(omega _{m}tright)} ######mbox{Message}times underbrace {V_{c}cos left(omega _{c}tright)} _{mbox{Carrier}}=underbrace {frac {V_{m}{c}}{2}}}}left[cos left(left(omega) _{m}+omega _{c}right)tright)+cos left(omega) ¿Por qué? _{mbox{Modulated Signal}}$

Demodulación

Para DSBSC, la demodulación coherente se realiza multiplicando la señal DSB-SC con la señal portadora (con la misma fase que en el proceso de modulación) al igual que el proceso de modulación. Esta señal resultante luego pasa a través de un filtro de paso bajo para producir una versión escalada de la señal del mensaje original.

${displaystyle overbrace {frac {V_{m}V_{c} {2}}left[cos left(omega) _{m}+omega _{c}right)tright)+cos left(omega) ¿Por qué? Signal}times overbrace {V'_{c}cos left(omega _{c}tright)} ^{mbox{Carrier}}}$

${displaystyle =left({frac {1}{2}V'_{c}right)underbrace {V_{m}cos(omega _{m}t)} _{text{original Mensaje {1}{4}V_{c}V'_{c}m}left[cos(omega) _{m}+2omega _{c})t)+cos(omega _{m}-2omega _{c}t)right]}$

La ecuación anterior muestra que multiplicando la señal modulada por la señal de portador, el resultado es una versión escalada de la señal de mensaje original más un segundo término. Desde ${displaystyle omega _{c}gg omega ¿Qué?$, este segundo término es mucho más alto en frecuencia que el mensaje original. Una vez que esta señal pasa a través de un filtro de paso bajo, se retira el componente de frecuencia superior, dejando sólo el mensaje original.

Distorsión y atenuación

Para la demodulación, la frecuencia y la fase del oscilador de demodulación deben ser exactamente las mismas que las del oscilador de modulación; de lo contrario, se producirá distorsión o atenuación.

Para ver este efecto, tome las siguientes condiciones:

• señal de mensaje para ser transmitida: ${displaystyle f(t)}$
• Modulación (carrera) señal: ${displaystyle V_{c}cos(omega _{c}t)}$
• señal de demodulación (con pequeñas desviaciones de frecuencia y fase de la señal de modulación): ${displaystyle V'_{c}cos left[(omega _{c}+Delta omega)t+theta right]}$

La señal resultante puede estar dada por

${displaystyle f(t)times V_{c}cos(omega _{c}t)times V'_{c}cos left[(omega _{c}+ Delta omega)t+theta right]}$

${displaystyle ={frac {1}{2}V_{c}V'_{c}f(t)cos left() Delta omega cdot t+theta right)+{frac {1}{2}V_{c}V'_{c}f(t)cos left[(2omega) _{c}+Delta omega)t+theta right]}$

${displaystyle {xrightarrow {text{ After low pass filter}}{frac {1}{2}V_{c}V'_{c}f(t)cos left() Delta omega cdot t+theta right)}$

El ${displaystyle cos left(Delta omega cdot t+theta right)}$ términos resultados en distorsión y atenuación de la señal de mensaje original. En particular, si las frecuencias son correctas, pero la fase es incorrecta, contribución de ${displaystyle theta }$ es un factor de atenuación constante, también ${displaystyle Delta omega cdot t}$ representa una inversión cíclica de la señal recuperada, que es una forma seria de distorsión.

Cómo funciona

Esto se muestra mejor gráficamente. A continuación se muestra una señal de mensaje que uno puede desear modular en una portadora, que consta de un par de componentes sinusoidales con frecuencias de 800 Hz y 1200 Hz, respectivamente.

La ecuación para esta señal de mensaje es ${displaystyle s(t)={2}cos left(2pi 800tright)-{frac {1}{2}}cos left(2pi 1200tright)}$.

El transportista, en este caso, es una llanura de 5 kHz (${displaystyle c(t)=cos left(2pi 5000tright)}$) sinusoide - figura abajo.

La modulación se realiza por multiplicación en el dominio del tiempo, lo que produce una señal portadora de 5 kHz, cuya amplitud varía de la misma manera que la señal del mensaje.

${displaystyle x(t)=underbrace {cos left(2pi 5000tright)} _{mbox{Carrier}}times underbrace {left[{frac {1}{2}cos left(2pi 800tright)-{2}{2}}cos 2}2}2}displaystyle(2}c} {c}c}c}c}c}ccc}c}c}cccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc}cccccH0}ccccccc Message Signal$

El nombre "portador suprimido" se produce porque se suprime el componente de la señal portadora; no aparece en la señal de salida. Esto es evidente cuando se ve el espectro de la señal de salida. En la imagen que se muestra a continuación, vemos cuatro picos, los dos picos por debajo de 5000 Hz son la banda lateral inferior (LSB) y los dos picos por encima de 5000 Hz son la banda lateral superior (USB), pero no hay ningún pico en la marca de 5000 Hz, que es la frecuencia de la portadora suprimida.