Amplitude-modulatie
Gestuurde draaggolf (carrier controlled modulation)
AM
Servers » TechTalk » Historisch perspectief » Audio » Radio » AM » Carrier Controlled Modulator

Het is mogelijk om het gemiddeld vermogen van een AM zender aan te passen aan het audiosignaal dat uitgezonden wordt. Daardoor kan men besparen op het zendvermogen of een groter bereik halen. Er zijn twee tegengestelde systemen in gebruik.
-

-

Index modulatie
Amplitude- frekwentie- en fasemodulatie
Modulatoren en zenders


Adaptive Carrier Control (ACC)


Amplitude Modulation Companding (AMC)

Het is vreemd dat twee systemen die tegengesteld werken er allebei in slagen een lager verbruik te bereiken (met eenzelfde ontvangstgebied).
Bij AM (amplitudemodulatie) wordt de ogenblikkelijke amplitude van de draaggolf bepaald door het audiosignaal. Als er geen audiosignaal aanwezig is, dan werkt de zender op de helft van zijn maximaal vermogen (piekvermogen). Als er modulatie is, dan varieert het instant vermogen, maar het gemiddeld vermogen blijft gelijk en is 50% van het piekvermogen.

Bij zenders uitgerust met buizen was het de gewoonte van het gemiddeld vermogen te beperken bij lage modulatie. Dit werd vaak gedaan bij kleinere zenders die op de korte golf werkten, maar ook bij radio-amateurs die radiobuizen zijn blijven gebruiken in hun zenders. Bij dit systeem kan een besparing van 50% op het vermogen bereikt worden, de winst is maximaal bij radio-amateurs die niet permanent moduleren (spraak toepassingen).

De carrier controlled modulation is gemakkelijk te realiseren met buizenversterkers, waarbij het audiosignaal aan de modulatorbuis toegevoegd wordt via het tweede rooster. Een voorbeeldschakeling is te vinden via de link: AM zender met controlled carrier.

Dit systeem heet carrier controlled modulation, maar men gebruikt nu meer de benaming ACC of Adaptive Carrier Control. Een nadeel van dit systeem is dat er meer ruis is bij stille passages. Voor de toepassing op de korte golf is dat van minder belang, het is vooral belangrijk dat de spraak (maximale modulatie) goed doorkomt. Van zodra er gesproken wordt, dan werkt de zender op maximaal vermogen.

Op de korte golf wordt het systeem enkel bij radio-omroep gebruikt (dubbele zijbanden). Bij SSB/EZB (single side band - enkel zijband) is de draaggolf sterk onderdrukt en is er geen controlled carrier nodig. Met een modulatie met controlled carrier blijft de uitzending wel compatibel met een normale radio omroep-ontvanger.

Zoals bij alle compandersystemen heeft men te maken met een attack-tijd en een release tijd. De attacktijd is de reaktietijd op een plotse verhoging van de amplitude van het audiosignaal. De attacktijd moet kort zijn (vaak kiest men een waarde van 1ms) zodat de zender snel sterker gaat werken en er geen clipping gebeurt door overmodulatie. De release-tijd is vaak 100ms. Dit is de tijd die nodig is na een sterke audio piek om terug te gaan naar het verlaagd radiovermogen als er geen modulatie is.

De BBC gebruikt echter een omgekeerd systeem AMC of Amplitude Modulation Companding, waarbij het vermogen beperkt wordt bij sterke audiopassages. Het voordeel is dat men de maximale zendersterkte blijft gebruiken als de modulatie zwak is (stille passages), waardoor de signaal-ruisverhouding niet te slecht wordt. Het systeem is ook goed bruikbaar voor muziek (voor zover de dynamiek niet te hoog wordt om rekening te houden met de inherente beperkte dynamiek van de AM modulatie). Het systeem is in het algemeen beter geschikt voor broadcast (radio-omroep)

Dankzij het systeem hoeft de zender niet op zijn piekvermogen te werken, want het gemiddeld zendvermogen wordt beperkt bij sterke passages (sterke modulatie). Anderzijds is het ook mogelijk het gemiddeld vermogen hoger te kiezen, bijvoorbeeld op 70% van het piekvermogen, want dit gemiddeld vermogen wordt gereduceerd bij sterke modulatie (bij gewone AM modulatie ligt het gemiddeld vermogen vast op 50% van het piervermogen).

Bij spraak is er echter een duidelijk "pomp-effekt", het is een wisselwerking van het veranderlijk vermogen van de zender en de AGC-regeling in de ontvanger. Bij sterke audio-passages is bij AMC het zendvermogen lager. Daardoor gaat de ontvanger sterker werken, waardoor deze luide passages nog sterker weeggegeven worden.

De zenders van de BBC die dit systeem gelanceerd hebben in de jaren 1980 klonken duidelijk anders dan de zenders die dit systeen nog niet toepassen (BRT toen nog niet vlaams en RTB toen die nog aanwezig waren op de middengolf). De engelse zenders lijken een hogere modulatie-index te hebben dan de andere zenders, dit was de typische "BBC sound".

Het pomp-effekt kan gedeeltelijk onderdrukt worden door het audiosignaal vooraf te comprimeren om de expansie in de ontvanger tegen te gaan (het omgekeerd effekt bij carrier controlled modulation veroorzaakt een compressie, dat minder storend is).

De verzwakking is uitgedrukt in spanning. Bij een verzwakking van 50% van de draaggolf heeft men een verzwakking van 75% van het vermogen.

Om aan de normen te voldaan moeten beide systemen kunnen werken zonder sturing van de draaggolf (zoals een normale AM zender), dit om wettelijke metingen te kunnen uitvoeren op de zender (nominaal vermogen, harmonischen, enz).


Signaal van een BBC zender met AMC
De signaalsterkte (antennesignaal) wordt zwakker als de modulatie hoger wordt (als er gesproken wordt)


Signaal van een AM zender met vaste draaggolf
Er is een sterke fading, maar die wordt onderdrukt door de automatische volumeregeling (AVR) van de ontvanger. Nu hoor je ook waarom de middengolf nauwelijks nog gebruikt wordt...

Links to relevant pages - Liens vers d'autres pages au contenu similaire - Links naar gelijkaardige pagina's

-