Однополосная модуляция

[Barracuda]

Однополосная модуляция (Амплитудная модуляция с одной боковой полосой) (ОМ, англ. Single-sideband modulation, SSB) — разновидность амплитудной модуляции (AM), широко применяемая в аппаратуре каналообразования для эффективного использования спектра канала и мощности передающей радиоаппаратуры.


Принцип

В радиосигнале с АМ 50 % мощности передатчика расходуется на излучение сигнала несущей частоты, который не содержит никакой информации о модулирующем сигнале. Остальные 50 % делятся поровну между двумя боковыми частотными полосами, которые представляют собой точное зеркальное отображение друг друга. Таким образом, без всякого ущерба для передаваемой информации можно исключить из спектра сигнала несущую и одну из боковых полос, и расходовать всю мощность передатчика для излучения только информативного сигнала.
В детекторе приемника для декодирования однополосного сигнала приходится восстанавливать несущую, то есть смешивать однополосный сигнал и частоту специального гетеродина. В супергетеродине для этого ставится отдельный гетеродин, работающий на частоте, равной последней ПЧ; в приемнике прямого преобразования несущую восстанавливает единственный гетеродин приемника; приемники прямого усиления для приема ОМ, вообще говоря, непригодны.

Сигнал с однополосной модуляцией занимает в радиоэфире полосу частот вдвое уже, чем амплитудно-модулированный, что позволяет более эффективно использовать частотный ресурс и повысить дальность связи за счет использования ионосферного распространения, которое нельзя использовать для более широкополосных каналов. Кроме того, когда на близких частотах работают несколько станций с ОМ, они не создают друг другу помех в виде биений, что происходит при применении амплитудной модуляции с неподавленной несущей частотой.
Недостатком метода являются относительная сложность аппаратуры и повышенные требования к частотной точности и стабильности.

Для формирования сигнала ОМ используются различные методы:

* Фильтровый (наиболее распространенный): на выходе смесителя ставится высокодобротный полосовой фильтр с шириной полосы пропускания, равной одной боковой полосе. С этой целью применяются, например, лестничные фильтры на кварцевых резонаторах или электромеханические фильтры.
* Фазоинверсионный (фазокомпенсационный): одна из боковых полос инвертируется по фазе и складывается сама с собой (компенсируется). Несущая при этом подавляется фильтром или балансным модулятором.

Применение

* ОМ (SSB) ввиду своей эффективности широко используется в профессиональной и любительской радиосвязи на коротких и ультракоротких волнах. АМ в этой сфере уже почти не применяется.

* ОМ использовалась в междугородней телефонной связи (например, в таких распространённых аналоговых системах передачи, как К-60П, К-300 и других), пока не была вытеснена цифровыми системами передачи на основе ИКМ. Она обеспечивала возможность передачи наибольшего количества каналов ТЧ по одной паре.

* Использование ОМ (SSB) приводит к существенному усложнению и удорожанию приёмной радиоаппаратуры, поэтому в бытовом радиовещании в последнее время вещание на однополосной модуляции свернуто[источник не указан 550 дней] и введено цифровое вещание в стандарте DRM. Одной из причин отказа от SSB в радиовещании также является характерное звучание, некая «синтетичность» голоса.

* ОМ рекомендуется использовать при связях с наиболее удаленными корреспондентами. Как правило, в Европе используется верхняя боковая полоса (USB), в США, наоборот, нижняя боковая полоса (LSB). В любительской радиосвязи принято использовать нижнюю полосу на низкочастотных диапазонах (до 40-метрового включительно), и верхнюю — на всех остальных. Многие приемо-передающие устройства как профессионального, так и любительского назначения имеют переключатель, позволяющий выбрать любую боковую полосу. Иногда в любительских передатчиках ради упрощения схемы подавляют только несущую (такой способ называется DSB — англ. double side band), но работать таким видом излучения разрешено не во всех странах.

Другие обозначения

Нижнюю боковую полосу частот (НБП) в англоязычной терминологии обозначают аббревиатурой LSB (Lower Sideband), верхнюю полосу (ВБП) — USB (Upper Sideband).
В советской аппаратуре:

* A3J-A1 — ОМ с верхней боковой
* A3J-B1 — ОМ с нижней боковой
* A3A-A1 — ОМ с верхней боковой и 10 % несущей для автоматической подстройки частоты (АПЧ)
* A3A-B1 — ОМ с нижней боковой и 10 % несущей для автоматической подстройки частоты (АПЧ)
* A3H-A1 — ОМ с верхней боковой и 50 % несущей для связи с быстродвижущимися объектами и борьбы с эффектом Допплера
* A3H-B1 — ОМ с нижней боковой и 50 % несущей для связи с быстродвижущимися объектами и борьбы с эффектом Допплера