Yksisivukaistamodulaatio

SSB - Single Side Band

Tämä on alunperin puheella tapahtuvaan radiokommunikaatioon tehty energiaa ja radiospektriä säästävä amplitudimodulaation muunnos, jossa kaikki redundantti tieto on poistettu ja jotta signaalista saa selvää, ne pitää luoda uudestaan vastaanottimessa.

Tässä on Amplitudi modulaatiosta otettu pois kantoaalto ja toinen sivunauha.

Radioamatöörikäytössä ensimmäinen SSB yhteys tapahtui vuonna 1947.

Vertailukohdaksi jäljempiin: Amplitudi-modulaation spektri:

USB - Upper Side Band

Tämä on SSB-modulaatio, jossa jäljelle on jätetty ylempi (Upper) sivunauha.

LSB - Lower Side Band

Tämä on SSB-modulaatio, jossa jäljelle on jätetty alempi (Lower) sivunauha.

SSB modulaattori

Sivunauhamodulaatioiden tekoon on kaksi tapaa:

1. Tuotetaan AM moduloitu signaali kiinteällä kantoaallolla ja suodatetaan siitä epätoivottu sivunauha ja kantoaalto jyrkkäreunaisella kidesuotimella
2. Vaiheistusmenetelmässä lähtösignaalista tuotetaan vaihe- ja kvadratudi versiot, jotka moduloidaan tavallisella balansoidulla modulaattorilla kantoaallon vaihe- (I) ja kvadratudi (Q) versioihin, lopuksi lopputulos summataan, jolloin jäljelle jää vain toivottu sivunauha.
   1. Vaihtoehtoisesti aliharmooniselle modulaattorille kantoaalto on samanvaiheinen ja summaus tapahtuu kvadratudisesti.
3. Weaver-modulaattori
   1. Tätä näkee useimmin DSP toteutuksina (joko prosessoreissa tai ASIC/FPGA piireissä)

Suodattava SSB modulaattori

Tämä on nykyisin tavallisin tapa tehdä SSB modulaatio kaupallisissa radioissa. Tämä oli myös ensimmäinen tapa tehdä SSB-modulaatiota.

Käyttämällä SAW-suotimia lopputulos on yleensä kyllin hyvä, kaikkeen käyttöön ja SAW-suotimet ovat edullisia.

Kalliimpia kidesuotimiakin voi käyttää, mutta läpäisykaistan vaimennusrippelien ja ryhmäkulkuaikakorjausten tarpeet ovat yleensä varsin olemattomia, eikä 300-3000 Hz taajuuksien puheen siirto muutenkaan ole mitään HiFiä.

Balansoitu modulaattori vuotaa kantoaaltoa hetkittäisten basebandin tasavirtakomponenttien seurauksena. Tämä on väistämätöntä puheella ja vuotojen kesto on korkeintaan millisekunteja, mutta ei nolla.

Suodatuksen yleinen ongelma on, että kantoaaltovuoto huonontaa vaimennettavan sivunauhan vaimennusta. Tämä on ongelmana erityisesti sillä reunalla pääsykaistaa, jolla puolella kantoaalto on.

Vaiheistettu SSB modulaattori

Kun kidesuodattimet olivat kalliita, eikä SAW-suotimia vielä ollut, kehitettiin erilaisia audiota- ja RF:ää vaiheistaneita ratkaisuja, jotka tuottivat saman lopputuloksen, kuin terävä suodattaminenkin.

Esimerkkikytkentöjä löytää pienellä verkkohaulla, esimerkiksi: Maxim IC's App-note 1047

Esimerkkikytkentä sisältää HA5WH:n vaiheistusverkon ja pari tuon mikropiirivalmistajan integroitua piiriä (operaatiovahvistimia ja kvadratudimodulaattorin), jotka yhdessä toteuttavat erittäin suorituskykyisen (ja pieniruokaisen) SSB modulaattorin.

USB/LSB vaihto tällä modulaattorilla tapahtuu vaihtamalla kvadratudimodulaattorin syötesignaalit (I ja Q) keskenään.

Vaiheistusverkko tekee signaalille ns. Hilbert-muunnoksen (mikä?).

Bias-jännitteet modulaattorien inputeissa vaikuttavat kantoaallon vaimennukseen ja kvadratudin poikkeama ideaalista vaikuttaa sivunauhan vaimennustasoon.

Weaver modulaattori

Weaver-modulaattori on huomattavasti erilainen aiemmista. Ensin baseband (0-4 kHz) miksataan kvadratudisella lokaalilla ja balansoidulla sekoittimella DSB:ksi siten, että kantoaalto on keskellä haluttua läpäisykaistaa (esimerkissä 2.0 kHz).

Molemmat tulokset alipäästösuodatetaan (eikä kaistapäästösuodateta välitaajuudella tms.) ja sitten ajetaan kvadratudimodulaattorin I ja Q ottoihin varsinaiselle välitaajuudelle (tai lopulliselle RF:lle). Välitaajuudella/RF:llä ei enää suodateta mitään.

Tekniikan etu on periaatteessa rajoittamaton kaistaleveys, kun taas vaiheistusverkolla on sen verkon ominaisuuksista riippuva kaistaleveys.

Analogisessa muodossa tätä ei nykyisin enää käytetä, mutta tämä voidaan toteuttaa myös täysin digitaalisena, kuten Nico Palermo, IV3NWV on kuvannut: A 9 MHz Digital SSB Modulator sivullaan.

Biakset ja kvadratudivirheet huonontavat tuloksia.

Analogisia ratkaisuja käyttävä versio on esitetty Matjaz Vidmarin S53MV "notune" giga-radioissa.

SSB demodulaattori

SSB:n ilmaisuun käytetään balansoitua modulaattoria (joka tässä tapauksessa kulkee nimellä: balansoitu ilmaisin, tai Product Detector), jolle syötetään vastaanotettu ja sivuhäiriöistä vapaaksi suodatettu SSB signaali ja alkuperäisen kantoaallon kohdalle sijoitettu Beat-oskillaattori taajuus. Lopputuloksena saadaan näiden tuloksena audiotaajuus.

Demodulointi voidaan tehdä myös vaiheistamalla.

---

Katso myös:

• AM Amplitude Modulation
• ISB Independent Side Band; Riippumattomien sivunauhojen modulaatio
• PSK Phase Shift Keying; Vaihesiirtymämodulaatio
• FM Frequency Modulation; Taajuusmodulaatio
• CW Continuous Wave; Sähkötys
• Matjaz Vidmarin (S53MV) [http://www.hamradio.si/notune.html

No-tune SSB/CW tranceiver for 1296, 2304 and 5760MHz] .. alternate location S53MV_Notune_SSB_gigaradioset