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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Tipos de modulação para comunicação de longa distância em VHF. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Comunicações de rádio civis A comunicação de rádio de longa distância em VHF não é mais uma raridade. Agora, um número bastante grande de radioamadores conduz regularmente comunicações usando a Aurora, reflexão de trilhas de meteoros, vários tipos de repetidores, etc. Portanto, colocar a questão de escolher o tipo mais eficaz de modulação para comunicação de longa distância em VHF parece ser bastante moderno. O principal fator que determina a possibilidade de estabelecer uma conexão é a relação sinal-ruído na saída do receptor. A comunicação só é possível se esta relação for suficiente para a recepção inteligível dos sinais. O mais vantajoso deste ponto de vista é a recepção auditiva de sinais de telégrafo, que já é possível em relações de 0,5-1 (de -6 a 0 dB). Além disso, permite estreitar a largura de banda do receptor para 0,5-1 kHz, o que melhora um pouco a inteligibilidade. O estreitamento adicional é impraticável devido às propriedades da audição humana: no contexto do ruído de banda estreita, é mais difícil analisar o sinal. Por exemplo, com uma largura de banda de 100 Hz, a relação sinal-ruído necessária já sobe para 2-3 (6-10 dB). Para uma recepção de voz satisfatória, a relação sinal-ruído deve ser maior do que quando se recebe sinais de telégrafo. Na fig. A Figura 1 mostra um gráfico da inteligibilidade R de um sinal de fala (em pontos percentuais e condicionais da escala RS) na relação sinal-ruído na saída do receptor. Pode-se observar no gráfico que para a inteligibilidade de 50% dos sinais (recepção satisfatória), a relação necessária é de três (10 dB). Portanto, se compararmos o telégrafo e a modulação de banda lateral única amplamente utilizada, verifica-se que, com a mesma potência do transmissor, o alcance da comunicação pelo telégrafo será maior. E vice-versa, com o mesmo alcance de comunicação, a potência necessária do transmissor SSB será 10-40 vezes (10-16 dB) maior. No entanto, o SSB pode se aproximar em eficiência do telégrafo se a faixa dinâmica dos sinais de fala for comprimida, o que proporciona um ganho de até 10 vezes em potência.
Os receptores de telégrafo e SSB (com detectores de mistura) se distinguem dos receptores projetados para outros tipos de modulação por uma característica - as relações sinal-ruído coincidem em seus caminhos IF e nas saídas, pois não é realmente a detecção que ocorre aqui, mas uma operação de conversão de frequência linear. Para todos os outros tipos de modulação, existe uma relação sinal-ruído de limiar, abaixo da qual o sinal é suprimido por ruído no detector do receptor. Isso pode ser visto nos gráficos da Fig. 2, que mostram as dependências das relações sinal-ruído na entrada e saída do detector para diferentes tipos de modulação. O eixo horizontal representa a razão entre a potência do sinal de pico e a potência do ruído em torno de uma largura de banda de 3 kHz na entrada.
Supõe-se que para AM e FM de banda estreita com índice m=1 (desvio ±3 kHz) a largura de banda IF do caminho do receptor é de 6 kHz, e para FM de banda larga com m=5 (desvio ±15 kHz) - 30 kHz. O limiar (inflexão no gráfico) para AM e FM de banda estreita é observado em uma relação sinal-ruído na entrada do detector de 5-7 dB, para FM de banda larga - muito antes. Portanto, se compararmos AM, FM de banda estreita e FM de banda larga, podemos concluir que FM de banda estreita fornece uma relação sinal-ruído significativamente melhor na saída do receptor e, portanto, um maior alcance de comunicação. Ao trabalhar com um FM acima do limite, até mesmo uma proporção um pouco melhor é alcançada em comparação com CW e SSB. Como esse tipo de modulação ainda é relativamente incomum entre os radioamadores, vale a pena se debruçar sobre ele com mais detalhes. O transmissor FM é estruturalmente mais simples que o transmissor SSB, não requer altas potências do sinal de fala para modulação (como no AM). Sua potência de saída é constante e igual ao pico, por isso é muito mais fácil projetar e configurar esse transmissor (especialmente um transistor). Crosstalk e ruído de impulso afetam muito menos aqui. do que com AM, uma vez que o detector não responde a mudanças na amplitude do sinal. Os transmissores FM criam menos interferência, em particular interferência de televisão. Se o modulador do transmissor FM fornecer um aumento uniforme nas altas frequências (aproximadamente 6 dB por oitava), e vice-versa, atenuar as altas frequências no amplificador de graves do receptor, o ganho da correção (quando operando acima do threshold) pode chegar a 10 dB. A compressão da faixa dinâmica é tão eficaz quanto outros tipos de modulação - aumenta o desvio médio da frequência e evita a sobremodulação. Deve-se notar, no entanto, que todas essas vantagens são manifestadas apenas quando se usa um detector de frequência especial (discriminador limitador ou detector de razão) no receptor. Se o detector responde à modulação de amplitude, então FM de banda estreita é aproximadamente equivalente a AM. Resumindo o exposto, podemos concluir que o mais “longo alcance” é o modo de funcionamento do telégrafo com recepção auditiva. Em segundo lugar em termos de alcance de comunicação alcançável está o SSB, o FM de banda estreita está se aproximando desse tipo de modulação. AM e FM de banda larga são os menos benéficos para comunicações de longa distância. Autor: V. Polyakov (RA3AAE); Publicação: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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