амплитудная модуляция

АМПЛИТУДНАЯ МОДУЛЯЦИЯ - изменение амплитуды колебаний или волн во времени (в пространстве). Закон изменения в принципе произволен, однако обычно термин "А. м." применяется к процессам с медленным (по сравнению с исходными несущими колебаниями) изменением амплитуд, когда их поведение приближённо можно описать с помощью непрерывных ф-ций (огибающих). Как несущие колебания, так и их огибающие могут быть гармоническими, импульсными, случайными и т. п., однако наиб. важны и представительны случаи, когда несущие колебания синусоидальны. Тогда колебания с А. м. можно представить в виде: , где A (t) - медленная ф-ция, описывающая поведение огибающей, - частота и нач. фаза исходных колебаний. Условие медленности изменения амплитуд на характерном временном интервале, равном периоду Т, определяется неравенством . В простейшем случае (рис.) изменения огибающей по синусоидальному закону с частотой (А₀- =const) для характеристики относит. изменения амплитуды модулиров. колебаний используют параметр m=(A_макс - А_мин)/(A_макс + А_мин) - коэф. модуляции.

В технике А. м. применяют для передачи информации на расстояние обычно с помощью эл--магн. волн радио-и оптич. диапазонов (хотя существуют системы передачи с помощью звуковых и др. колебаний); суть А. м.- перенос НЧ-спектра модулирующего (информационного) сигнала в ВЧ-область, характерную для спектра исходных (несущих энергию) колебаний. Спектральный состав сигналов с А. м. может быть довольно сложным. Так, в случае несинусоидальной огибающей по обе стороны от спектральной линии несущей частоты возникают полосы спектральных компонент т. н. боковых частот (к=l, 2, ...), где - частота первой гармоники спектра информац. сигнала. Если спектр боковых частот симметричен относительно , то А. м. наз. линейной, если несимметричен, то наз. нелинейной.

Ширина областей боковых частот должна быть существенно меньше несущей частоты . Чем уже полоса боковых частот, тем эффективнее решаются задачи техн. реализации приёмно-передающих трактов. Полезная информация полностью содержится в каждой из двух областей боковых частот. Поэтому для информац. связи достаточно передать лишь одну из боковых полос. В многоканальных системах связи в качестве несущего сигнала используют не гармонич. колебание, а периодич. последовательность радиоимпульсов. Для физики характерна также т. н. естеств. А. м. колебаний, связанная либо с взаимодействием исходных колебаний с нестационарной средой (в частности, с флуктуациями плотности жидкости или газа, колебаниями кристаллич. решётки в твёрдом теле, см., напр., Мандельштама-Бриллюэна рассеяние), либо с реакцией среды на изменение её параметров под действием исходных колебаний или волн (см., напр., Самофокусировка света ).

Наряду с пространств. самофокусировкой (модуляцией интенсивности излучения) встречаются эффекты самомодуляции (автомодуляции) волн в нелинейных диспергирующих средах, связанные с неустойчивостью плоских гармонич. волн по отношению к низкочастотным модулирующим возмущениям, вызывающим А. м. исходных (как волновых, так и автоволновых) колебаний (см. Самомодуляция света). Естеств. А. м. используется для диагностики параметров разнообразных сред (спектроскопия), формирования мощного светового излучения (нелинейная оптика) и др. приложений. См. также Модулированные колебания, Модуляция света.

Лит.: Рытов С. М., Модулированные колебания и волны, "Тр. ФИАН", 1940, г. 2, в 1; Горелик Г. С., Колебания и волны, 2 изд., М., 1959, Ахманов С. А., Сухоруков А. П., Хохлов Р. В., Самофокусировка и дифракция света в нелинейной среде, "УФН", 1967, т 93, в. 1; Гапонов А. В, Островский Л. А., Рабинович М. И., Одномерные волны в нелинейных системах с дисперсией, "Изв. вузов. Радиофизика", 1970, т. 13, № 2.

К. Н. Богатырёв.

   <<      Предметный указатель      >>