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Modulação de banda lateral única, SSB

Modulação de banda lateral única, SSB


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A modulação de banda lateral única é amplamente utilizada na porção de HF, ou porção de onda curta do espectro de rádio para comunicação de rádio bidirecional. Existem muitos usuários de modulação de banda lateral única. Muitos usuários que requerem comunicação de rádio bidirecional usam banda lateral única e variam de aplicações marítimas, geralmente transmissões HF ponto a ponto, militares, bem como rádios amadores ou radioamadores.

A modulação de banda lateral única ou SSB é derivada da modulação de amplitude (AM) e a modulação SSB supera uma série de desvantagens de AM.

A modulação de banda lateral única é normalmente usada para transmissão de voz, mas tecnicamente pode ser usada para muitas outras aplicações onde a comunicação de rádio bidirecional usando sinais analógicos é necessária.

Como resultado de seu uso generalizado, há muitos itens de equipamento de comunicação de rádio projetados para usar rádio de banda lateral única, incluindo: receptor SSB, transmissor SSB e equipamentos transceptores SSB.

O que é modulação de banda lateral única?

A modulação SSB de banda lateral única é basicamente um derivado da modulação de amplitude, AM. Ao remover alguns dos componentes do sinal AM comum, é possível melhorar significativamente sua eficiência.

É possível ver como um sinal AM pode ser melhorado observando o espectro do sinal. Quando uma portadora de estado estacionário é modulada com um sinal de áudio, por exemplo, um tom de 1 kHz, então dois sinais menores são vistos nas frequências de 1 kHz acima e abaixo da portadora principal.

Se os tons de estado estacionário são substituídos por áudio como o encontrado na fala ou música, eles compreendem muitas frequências diferentes e um espectro de áudio com frequências em uma faixa de frequências é visto. Quando modulados na portadora, esses espectros são vistos acima e abaixo da portadora.

Pode-se ver que se a frequência superior modulada na portadora for de 6 kHz, o espectro superior se estenderá até 6 kHz acima e abaixo do sinal. Em outras palavras, a largura de banda ocupada pelo sinal AM é duas vezes a frequência máxima do sinal que é usado para modular a portadora, ou seja, é duas vezes a largura de banda do sinal de áudio a ser transportado.

A modulação de amplitude é muito ineficiente em dois pontos. O primeiro é que ocupa o dobro da largura de banda da frequência máxima de áudio e o segundo é que é ineficiente em termos de potência utilizada. A portadora é um sinal de estado estacionário e por si só não carrega nenhuma informação, apenas fornecendo uma referência para o processo de demodulação. A modulação de banda lateral única melhora a eficiência da transmissão, removendo alguns elementos desnecessários. No primeiro caso, o portador é removido - ele pode ser reintroduzido no receptor e, em segundo lugar, uma banda lateral é removida - ambas as bandas laterais são imagens espelhadas uma da outra e carregam a mesma informação. Isso deixa apenas uma banda lateral - daí o nome Single SideBand / SSB.

Receptor SSB

Embora os sinais que usam modulação de banda lateral única sejam mais eficientes para comunicação de rádio bidirecional e mais eficazes do que o AM comum, eles exigem um nível maior de complexidade no receptor. Como a modulação SSB tem a portadora removida, ela precisa ser reintroduzida no receptor para ser capaz de reconstituir o áudio original. Isso é obtido usando um oscilador interno denominado Oscilador de frequência de batida (BFO) ou Oscilador de inserção de portadora (CIO). Isso gera um sinal de portadora que pode ser mixado com o sinal SSB de entrada, permitindo assim que o áudio necessário seja recuperado no detector.

Normalmente, o próprio detector SSB usa um circuito de mixagem para combinar a modulação SSB e os sinais BFO. Este circuito é freqüentemente chamado de detector de produto porque (como qualquer mixer RF) a saída é o produto das duas entradas.

É necessário introduzir a portadora usando o BFO / CIO na mesma frequência relativa ao sinal SSB da portadora original. Qualquer desvio disso causará a alteração do tom do áudio recuperado. Embora erros de até cerca de 100 Hz sejam aceitáveis ​​para aplicações de comunicação, incluindo rádio amador, se a música deve ser transmitida, a portadora deve ser reintroduzida exatamente na frequência correta. Isso pode ser feito transmitindo uma pequena quantidade de portadora e usando circuitos no receptor para travar nela.

Medição de potência de banda lateral única

Freqüentemente, é necessário definir a potência de saída de um transmissor de banda lateral única ou transmissão de banda lateral única. Por exemplo, é necessário saber a potência de um transmissor usado para comunicação de rádio bidirecional para permitir que sua eficácia seja avaliada para aplicações específicas.

A medição de potência para um sinal SSB não é tão fácil quanto para muitos outros tipos de transmissão porque a potência de saída real depende do nível do sinal de modulação. Para superar isso, uma medida conhecida como potência de envelope de pico (PEP) é usada. Isso tira a potência do envelope de RF da transmissão e usa o nível de pico do sinal em qualquer instante e inclui quaisquer componentes que possam estar presentes. Obviamente, isso inclui a banda lateral que está sendo usada, mas também inclui qualquer portadora residual que pode ser transmitida.

O nível do pico de potência do envelope pode ser expresso em Watts, ou hoje em dia podem ser usados ​​valores em dBW ou dBm. Esses são simplesmente os níveis de potência relativos a 1 Watt ou 1 miliwatt, respectivamente. Como exemplo, um sinal de 10 watts de potência de envelope de pico é 10 dB acima de um sinal de 1 Watt e, portanto, tem uma potência de 10 dBW. Lógica semelhante pode ser usada para determinar potências em dBm.

Variantes de modulação de banda lateral única

Existem muitas variantes de modulação de banda lateral única que são usadas e existem várias abreviaturas diferentes para elas. Eles são explicados a seguir.

  • LSB: Isso significa Faixa lateral inferior. Esta forma de modulação de banda lateral única é formada quando a banda lateral inferior apenas do sinal original é transmitida. Normalmente, isso é usado por rádios amadores ou radioamadores em suas alocações abaixo de 9 MHz.
  • USB: Isso significa Upper Sideband. Esta forma de modulação de banda lateral única é formada quando a banda lateral superior apenas do sinal original é transmitida. Normalmente, esta forma de modulação SSB é usada por usuários profissionais em todas as frequências e por rádios amadores ou radioamadores em suas alocações acima de 9 MHz.
  • DSB: Esta é a banda lateral dupla e é uma forma de modulação onde um sinal AM é levado e a portadora é removida para deixar as duas bandas laterais. Embora seja fácil de gerar, não traz nenhuma melhoria na eficiência do espectro e também não é particularmente fácil de resolver. Conseqüentemente, raramente é usado.
  • SSB SC: Isso significa portadora suprimida de banda lateral única. É a forma de modulação SSB em que a portadora é removida completamente, em oposição à portadora reduzida de SSB, onde parte da portadora é deixada.
  • VSB: Isso significa Vestigial Sideband. É uma forma de sinal em que uma banda lateral está completamente presente e a outra banda lateral que foi apenas parcialmente cortada ou suprimida. É amplamente utilizado para transmissões de televisão analógica. É útil porque o sinal de vídeo da banda base é amplo (normalmente 6 MHz). Para transmitir isso usando AM, seria necessária uma largura de banda de 12 MHz. Para reduzir a quantidade de espectro usado, uma banda lateral é transmitida totalmente, enquanto apenas as frequências mais baixas da outra são transmitidas. As altas frequências podem ser aumentadas posteriormente usando filtros.
  • Portadora SSB reduzida: Nesta forma de modulação SSB, uma banda lateral está presente junto com uma pequena quantidade da portadora. Para algumas aplicações, uma pequena quantidade de portador é mantida. Isso pode ser usado para fornecer um sinal de referência para desmodulação precisa.

Vantagens SSB

A modulação de banda lateral única é frequentemente comparada ao AM, do qual é um derivado. Ele tem várias vantagens para a comunicação de rádio bidirecional que mais do que supera a complexidade adicional exigida no receptor SSB e no transmissor SSB necessário para sua recepção e transmissão.

  1. Como a portadora não é transmitida, isso permite uma redução de 50% no nível de potência do transmissor para o mesmo nível de sinal de transporte de informações. [NB para uma transmissão AM usando 100% de modulação, metade da potência é usada na portadora e um total da metade da potência nas duas bandas laterais - cada banda lateral tem um quarto da potência.]
  2. Como apenas uma banda lateral é transmitida, há uma redução adicional na potência do transmissor.
  3. Como apenas uma banda lateral é transmitida, a largura de banda do receptor pode ser reduzida pela metade. Isso melhora a relação sinal-ruído por um fator de dois, ou seja, 3 dB, porque a largura de banda mais estreita usada permitirá menos ruído e interferência.

O resumo disso é que a modulação SSB oferece uma solução muito mais eficaz para comunicação de rádio bidirecional porque fornece uma melhoria significativa na eficiência.

Resumo

Modulação de banda lateral única, SSB é o principal formato de modulação usado para transmissão de voz analógica para comunicação de rádio bidirecional na porção HF do espectro de rádio. Sua eficiência em termos de espectro e potência, quando comparada a outros modos, significa que por muitos anos tem sido a opção mais eficaz de usar. Agora, algumas formas de transmissão digital de voz estão sendo usadas, mas é improvável que a banda lateral única seja afastada por muitos anos como o principal formato usado nessas bandas.


Assista o vídeo: AULA DE TELECOMUNICAÇÕES: MODULAÇÃO AM-SSB NA COMUNICAÇÃO PONTO-A-PONTO (Julho 2022).


Comentários:

  1. Bemabe

    Excelente variante

  2. Alistair

    O erro pode aqui?

  3. Agiefan

    Eu acredito que você estava errado. Escreva para mim em PM, fale.

  4. Carelton

    Hmm... Eu estava pensando neste tópico, mas aqui está um post tão lindo, obrigado!

  5. Goltiktilar

    Que mensagem divertida



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