DSB

Radioamatööriwikistä
Versio hetkellä 22. helmikuuta 2022 kello 14.20 – tehnyt OH3mA (keskustelu | muokkaukset) (Mahdollisuus ilmaista SSB-vastaanottimella)
(ero) ← Vanhempi versio | Nykyinen versio (ero) | Uudempi versio → (ero)
Siirry navigaatioon Siirry hakuun

Kaksisivukaistamodulaatio, engl. double-sideband modulation (DSB) on lähetelaji joka saadaan, kun AM-lähetteestä tukahdutetaan kantoaalto.

Useimmin DSB viittaa kokonaan tukahdutettuun kantoaaltoon (DSB-SC, double-sideband suppressed-carrier), mutta kantoaalto voidaan tukahduttaa myös osittain. Tällöin puhutaan esim. vähennetyn kantoaallon kaksisivukaistalähetteestä (DSB-RC, double-sideband reduced-carrier).

DSB-modulaation teoriaa

DSB-signaalin tuottamisessa hyötysignaalilla kerrotaan kantoaalto käyttäen balansoitua modulaattoria.

Matemaattisesti katsoen:

missä:

  • : aika
  • : modulaation tulos
  • : kantoaallon amplitudi (jos sitä ei moduloitaisi vaan annettaisiin tulla täysillä)
  • : modulaatioindeksi (välillä 0.0-1.0 - tavallisesti 0.7-0.8)
  • : moduloiva signaali
  • : kantoaallon taajuus
  • : kantoaallon vaihe ajanhetkellä . Käytännössä mielivaltaisesti asetetaan nollaksi ja poistetaan kaavoista.

Asetetaan moduloivaksi signaaliksi: :

trigonometristen dualiteettien:

avulla avattuna:

     Ylempi sivunauha (USB)
Alempi sivunauha (LSB)
     Ylempi sivunauha (USB)
Alempi sivunauha (LSB)

Siis sivunauhojen energia on puolet kokonaisenergiasta, mikä onkin ymmärrettävä tulos. Myös sivunauhojen taajuudelliset ilmentymät saavat selityksensä.

Spektri-AM.png
Huom: DSB:ssä kantoaaltoa ei ole!

DSB-modulaattori

DSB-modulaattorina toimii balansoitu sekoitin jota ei DC-biasoida ja jota tässä yhteydessä kutsutaan nimellä balansoitu modulaattori.

Joissain tilanteissa DSB:lle olisi eduksi omata pieni, esim. 20 dB vaimennettu versio kantoaallosta.

Keinoja tynkäkantoaallon (vestigial carrier) tekoon:

  • Summataan sopivasti vaimennettu kopio kantoaallosta modulaattorin tuloksen kanssa.
  • Käytetään pientä DC-biasta balansoidussa sekoittimessa.

DSB-ilmaisin

DSB-signaalia ei voi ilmaista AM:n tapaan diodi-ilmaisimella!

Asynkroninen DSB-ilmaisin

DSB-signaali voidaan ilmaista balansoidulla sekoittimella (kuten AM:n synkroninen ilmaisin) käyttäen apuoskillaattoria (beat frequency oscillator, BFO) jonka taajuudeksi asetetaan tukahdutetun kantoaallon taajuus.

Tätä apuoskillaattoria ei kuitenkaan tarvitse vaihelukita mihinkään, vaan se voi olla muuten stabiili ja tarkasti viritettävissä.

Tämä ilmaisintekniikka on sama, kuin millä SSB- ja CW-signaaleja voidaan vastaanottaa. Kun apuoskillaattorin ja kantoaallon taajuudet eivät ole samat, niin SSB- ja CW-signaalien äänenkorkeus muuttuu. DSB-signaalin tapauksessa ilmaisun tuloksena on modulaation kaikki taajuudet kahdentuvat ja äänenvoimakkuus huojuu. Huojunnan taajuus on kaksi kertaa apuoskillaattorin ja kantoaallon taajuusero.

DSB-signaalia voidaan ilmaista myös SSB-ilmaisimella joko LSB tai USB asetuksella. Silloin ei synny edellä mainittua huojuntaa, mutta menetetään puolet signaalitehosta.

Synkroninen DSB-ilmaisin

Koska DSB on matemaattisesti läheistä sukua PSK-datamodulaatiolle, voidaan käyttää myös tekniikoita joilla paikallisoskillaattori vaihelukitaan saatuun DSB-signaaliin ja käytetään sitä syöttönä balansoidulle sekoittimelle aivan kuten asynkronisessakin tapauksessa.

Vaihelukitusta varten DSB-signaali kerrotaan itsellään, jolloin saadaan esiin kantoaalto kaksinkertaisella taajuudella. Vaihelukitustekniikkana voi olla esimerkiksi Costas-silmukka (Costas Loop [1]). Paikallisoskillaattoritaajuus saadaa jakamalla vaihelukittu taajuus kahdella.

Teknisiä ongelmia on lähinnä siinä, että paikallisoskillaattori lähtee vaeltelemaan lähetteen hiljaisina hetkinä. Siksi tätä modulaatiota käyttäessä olisi hyvä saada edes hiukan jäännöskantoaaltoa (vestigial carrier) jotta synkroninen ilmaisu toimisi aina ja ongelmitta.

Kvasi-synkroninen DSB-ilmaisin

Kvasisynkronisessa DSB ilmaisussa käytetään kantoaaltoa sellaisena kuin se on olemassa, mutta vahvistaen sitä FM-tyyppisessä limiter-vahvistimessa kunnes jokainen nollan ylitys yltää täysillä laidasta laitaan. Tämän toiminta vaatii rittävän suurta vähennettyä kantoaaltoa, koska limiter-vahvistuksessa ei synny kantoaaltoa.

Tätä kvasi-kantoaaltoa käytetään sitten refrenssinä balansoidulle sekoittimelle ottamaan alkuperäinen moduloiva signaali esille.

Tämä on itse asiassa sama ilmaisin, kuin AM:n kvasi-synkroninen ilmaisin. Tällä on kuitenkin selvät heikkoutensa hiljaisen DSB-lähetteen kanssa, kun kantoaaltoa ei ajoittain muodostu limiter-vahvistimessa riittän kohinattomana.