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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Tipos de modulación para comunicación a larga distancia en VHF. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / radiocomunicaciones civiles La comunicación por radio de larga distancia en VHF ya no es una rareza. Ahora, un número bastante grande de radioaficionados realizan comunicaciones regularmente utilizando Aurora, reflexión de estelas de meteoritos, varios tipos de repetidores, etc. Por lo tanto, plantear la cuestión de elegir el tipo de modulación más efectivo para la comunicación de larga distancia en VHF parece ser bastante moderno. El factor principal que determina la posibilidad de establecer una conexión es la relación señal/ruido a la salida del receptor. La comunicación es posible solo si esta relación es suficiente para la recepción inteligible de las señales. Desde este punto de vista, lo más ventajoso es la recepción auditiva de las señales telegráficas, que ya es posible en relaciones de 0,5-1 (de -6 a 0 dB). Además, permite reducir el ancho de banda del receptor a 0,5-1 kHz, lo que mejora algo la inteligibilidad. Un mayor estrechamiento no es práctico debido a las propiedades de la audición humana: en el contexto del ruido de banda estrecha, es más difícil analizar la señal. Por ejemplo, con un ancho de banda de 100 Hz, la relación señal/ruido requerida ya se eleva a 2-3 (6-10 dB). Para una recepción de voz satisfactoria, la relación señal/ruido debe ser mayor que cuando se reciben señales telegráficas. En la fig. La figura 1 muestra un gráfico de la inteligibilidad R de una señal de voz (en puntos porcentuales y condicionales de la escala RS) frente a la relación señal/ruido en la salida del receptor. Se puede ver en el gráfico que para la inteligibilidad del 50% de las señales (recepción satisfactoria), la relación requerida es tres (10 dB). Por lo tanto, si comparamos el telégrafo y la modulación de banda lateral única ampliamente utilizada, resulta que con la misma potencia del transmisor, el rango de comunicación por telégrafo será mayor. Y viceversa, con el mismo rango de comunicación, la potencia requerida del transmisor SSB será de 10 a 40 veces (10 a 16 dB) mayor. Sin embargo, la SSB se puede acercar en eficiencia al telégrafo si se comprime el rango dinámico de las señales de voz, lo que da una ganancia de hasta 10 veces en potencia.
Los receptores de telégrafo y SSB (con detectores de mezcla) se distinguen de los receptores diseñados para otros tipos de modulación por un rasgo característico: las relaciones de señal a ruido coinciden en sus rutas de FI y en las salidas, ya que en realidad no es detección lo que ocurre aquí, sino una operación de conversión de frecuencia lineal. Para todos los demás tipos de modulación, existe un umbral de relación señal/ruido por debajo del cual la señal es suprimida por el ruido en el detector del receptor. Esto se puede ver en los gráficos de la Fig. 2, que muestran las dependencias que relacionan las relaciones señal/ruido a la entrada y salida del detector para diferentes tipos de modulación. El eje horizontal representa la relación entre la potencia máxima de la señal y la potencia del ruido con un ancho de banda de 3 kHz en la entrada.
Se supone que para AM y FM de banda estrecha con índice m=1 (desviación ±3 kHz) el ancho de banda de FI del trayecto del receptor es de 6 kHz, y para FM de banda ancha con m=5 (desviación ±15 kHz) - 30 kHz. El umbral (inflexión en el gráfico) para AM y FM de banda estrecha se observa en una relación señal/ruido en la entrada del detector de 5-7 dB, para FM de banda ancha, mucho antes. Por lo tanto, si comparamos AM, FM de banda estrecha y FM de banda ancha, podemos concluir que la FM de banda estrecha proporciona una relación señal/ruido significativamente mejor en la salida del receptor y, por lo tanto, un mayor alcance de comunicación. Cuando se trabaja con FM por encima del umbral, incluso se logra una relación ligeramente mejor en comparación con CW y SSB. Dado que este tipo de modulación aún es relativamente poco común entre los radioaficionados, vale la pena detenerse en él con más detalle. El transmisor FM es estructuralmente más simple que el transmisor SSB, no requiere altas potencias de la señal de voz para la modulación (como con AM). Su potencia de salida es constante e igual al pico, por lo que es mucho más fácil diseñar y configurar un transmisor de este tipo (especialmente uno de transistor). La diafonía y el ruido de impulso afectan aquí mucho menos. que con AM, ya que el detector no responde a los cambios en la amplitud de la señal. Los transmisores FM crean menos interferencias, en particular interferencias de televisión. Si el modulador del transmisor de FM proporciona un aumento uniforme de las frecuencias altas (aproximadamente 6 dB por octava), y viceversa, atenúa las frecuencias altas en el amplificador de graves del receptor, la ganancia de la corrección (cuando se opera por encima del umbral) puede alcanzar los 10 dB. La compresión de rango dinámico es tan efectiva como otros tipos de modulación: aumenta la desviación de frecuencia promedio y evita la sobremodulación. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que todas las ventajas enumeradas se manifiestan solo cuando se usa un detector de frecuencia especial (discriminador limitador o detector de relación) en el receptor. Si el detector responde a la modulación de amplitud, la FM de banda estrecha es aproximadamente equivalente a la AM. Resumiendo lo anterior, podemos concluir que el más "largo alcance" es el modo de operación del telégrafo con recepción auditiva. En segundo lugar en términos de rango de comunicación alcanzable está SSB, la FM de banda estrecha se acerca a este tipo de modulación. AM y FM de banda ancha son los menos beneficiosos para las comunicaciones de larga distancia. Autor: V. Polyakov (RA3AAE); Publicación: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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