מעניין

אפנון רוחב צד יחיד, SSB

אפנון רוחב צד יחיד, SSB


נעשה שימוש נרחב באפנון פס צדדי יחיד בחלק HF, או בחלק הגל הקצר של ספקטרום הרדיו לתקשורת רדיו דו כיוונית. ישנם משתמשים רבים במוונון פס צדדי יחיד. משתמשים רבים הזקוקים לתקשורת רדיו דו כיוונית ישתמשו בסרגל צד יחיד והם נעים בין יישומים ימיים, בדרך כלל HF מצביעים על שידורי נקודה, חובבי רדיו או חובבי רדיו.

אפנון רוחב צד יחיד או SSB נגזר מאפנון משרעת (AM) ואפנון SSB מתגבר על מספר החסרונות של AM.

בדרך כלל משתמשים באפנון פס צדדי יחיד להעברת קול, אך מבחינה טכנית ניתן להשתמש בו ליישומים רבים אחרים בהם נדרשת תקשורת רדיו דו כיוונית באמצעות אותות אנלוגיים.

כתוצאה מהשימוש הנרחב בו ישנם פריטים רבים של ציוד תקשורת רדיו המיועד לשימוש ברדיו צדדי יחיד, כולל: מקלט SSB, משדר SSB וציוד מקלט SSB.

מהו אפנון רוחב צד יחיד?

פס צד יחיד, אפנון SSB הוא בעצם נגזרת של אפנון משרעת, AM. על ידי הסרת חלק ממרכיבי אות ה- AM הרגיל ניתן לשפר משמעותית את יעילותו.

ניתן לראות כיצד ניתן לשפר אות AM על ידי התבוננות בספקטרום האות. כאשר מנשא מצב יציב מווסת עם אות שמע, למשל צליל של 1 קילוהרץ, אזי שני אותות קטנים יותר נראים בתדרים 1 קילוהרץ מעל ומתחת למוביל הראשי.

אם צלילי המצב היציב מוחלפים באודיו כמו זה שנתקל בדיבור של מוסיקה, אלה כוללים תדרים רבים ושונים ונראה ספקטרום שמע עם תדרים על פני תדרים. כאשר מווסתים על המוביל, הספקטרום הללו נראים מעל ומתחת למוביל.

ניתן לראות שאם התדר העליון שמווסת על המוביל הוא 6 קילוהרץ, אז הספקטרום העליון יתרחב עד 6 קילוהרץ מעל ומתחת לאות. במילים אחרות רוחב הפס שנכבש על ידי אות ה- AM הוא כפול מהתדר המרבי של האות המשמש לוויסות המוביל, כלומר הוא כפול מרוחב הפס של אות השמע שיש לבצע.

אפנון משרעת אינו יעיל מאוד משתי נקודות. הראשון הוא שהוא תופס את רוחב הפס כפול מתדר השמע המרבי, והשני הוא שהוא לא יעיל מבחינת ההספק המשמש. המוביל הוא אות מצב יציב וכשלעצמו אינו נושא מידע, אלא רק מספק התייחסות לתהליך ההפחתה. אפנון פס צד יחיד משפר את יעילות השידור על ידי הסרת כמה אלמנטים מיותרים. בשלב הראשון, המוביל מוסר - ניתן להחזיר אותו מחדש למקלט, ושנית סריקת צד אחת מוסרת - שתי סרטי הצד הם תמונות מראה זה לזה והנושא זהה. זה משאיר רק צד צד אחד - ומכאן השם Single SideBand / SSB.

מקלט SSB

בעוד שאותות המשתמשים באפנון פס צד יחיד יעילים יותר לתקשורת רדיו דו כיוונית ויעילים יותר מ- AM רגיל, הם כן דורשים רמה מוגברת של מורכבות במקלט. מכיוון שהספק הסרת הסרת המוונון של SSB נדרש להחזיר אותו למקלט כדי להיות מסוגל להרכיב מחדש את האודיו המקורי. זה מושג באמצעות מתנד פנימי הנקרא מתנד תדר פעימה (BFO) או מתנד החדרת נושאות (CIO). זה מייצר אות מוביל שניתן לערבב עם אות ה- SSB הנכנס, ובכך מאפשר לשחזר את האודיו הנדרש בגלאי.

בדרך כלל גלאי ה- SSB עצמו משתמש במעגל מערבל כדי לשלב בין אפנון ה- SSB לבין אותות ה- BFO. מעגל זה נקרא לעתים קרובות גלאי מוצרים מכיוון (כמו כל מערבל RF) הפלט הוא תוצר של שתי הכניסות.

יש צורך להציג את הספק באמצעות ה- BFO / CIO באותו תדר ביחס לאות ה- SSB כמו הספק המקורי. כל חריגה מכך תגרום לשינוי המגרש של השמע שהוחזר. בעוד ששגיאות של עד כ- 100 הרץ מקובלות על יישומי תקשורת כולל רדיו חובבני, אם יש להעביר מוסיקה, יש להחזיר את הספק בדיוק בתדירות הנכונה. ניתן להשיג זאת על ידי העברת כמות קטנה של מנשא, ושימוש במעגלים במקלט כדי להינעל על זה.

מדידת הספק יחיד של פס צד

לעיתים קרובות יש צורך להגדיר את עוצמת המוצא של משדר צדדי יחיד או הילוך צדדי יחיד. לדוגמא יש לדעת את כוחו של משדר המשמש לתקשורת רדיו דו כיוונית כדי לאפשר את השפעתו על יעילותו עבור יישומים מסוימים.

מדידת הספק עבור אות SSB אינה קלה כמו עבור סוגים רבים אחרים של שידור מכיוון שכוח המוצא בפועל תלוי ברמת האות המווסת. כדי להתגבר על זה נעשה שימוש במדידה המכונה כוח המעטפת השיא (PEP). זה לוקח את העוצמה של מעטפת ה- RF של השידור ומשתמש ברמת השיא של האות בכל רגע וזה כולל את כל הרכיבים העשויים להיות קיימים. ברור שזה כולל את פס הצד שנמצא בשימוש, אך הוא כולל גם כל נושא שיורי שעלול להיות מועבר.

את רמת עוצמת השיא של המעטפה ניתן לציין בוואטס, או כיום ניתן להשתמש בנתונים המצוטטים ב- dBW או dBm. אלה פשוט רמות ההספק ביחס ל -1 ואט או למיליוואט בהתאמה. כדוגמה אות של עוצמת מעטפת שיא של 10 וואט הוא 10 dB מעל אות 1 וואט ולכן יש לו עוצמה של 10 dBW. ניתן להשתמש בהיגיון דומה לקביעת כוחות ב- dBm.

גרסאות אפנון רוחב צד יחיד

ישנן גרסאות רבות של אפנון צדדי יחיד המשמשות, ויש עבורם מספר קיצורים שונים. אלה מוסברים להלן.

  • LSB: זה מייצג את פס הצד התחתון. צורה זו של אפנון צדדי יחיד נוצרת כאשר מועבר פס הצד התחתון בלבד של האות המקורי. בדרך כלל משתמשים בזה לחובבי רדיו או לחזירי רדיו בהקצאותיהם מתחת ל -9 מגה-הרץ.
  • יו אס בי: זה מייצג פס רוחב עליון. צורה זו של אפנון רוחב צד יחיד נוצרת כאשר מועבר פס הצד העליון בלבד של האות המקורי. בדרך כלל צורה זו של אפנון SSB משמשת משתמשים מקצועיים בכל התדרים ועל ידי חובבי רדיו או רדיו, בהקצאותיהם מעל 9 מגה-הרץ.
  • DSB: זהו פס צדדי כפול וזה סוג של אפנון שבו נלקח אות AM והספק מוסר כדי לעזוב את שתי סרטי הצד. למרות שהוא קל לייצר, זה לא נותן שום שיפורים ביעילות הספקטרום וזה גם לא קל במיוחד לפתרון. בהתאם לכך הוא משמש לעתים נדירות.
  • SSB SC: זה מייצג מוביל מדוכא יחיד. זוהי צורה של אפנון SSB כאשר המוביל מוסר לחלוטין בניגוד למוביל המופחת של SSB שבו נותר חלק מהמוביל.
  • VSB: זה מייצג את Vestigial Sideband. זהו צורה היא אות שבו פס צד אחד קיים לחלוטין, והצד השני שנחתך או דוכא רק בחלקו. הוא נמצא בשימוש נרחב לשידורי טלוויזיה אנלוגיים. זה שימושי מכיוון שאות הווידאו של רצועת הבסיס רחב (בדרך כלל 6 מגה-הרץ). כדי להעביר זאת באמצעות AM תידרש רוחב פס של 12 מגה-הרץ. כדי להפחית את כמות הספקטרום המשמש, מועברת פס צד אחד באופן מלא, ואילו רק התדרים הנמוכים יותר של השני מועברים. את התדרים הגבוהים ניתן לשפר אחר כך באמצעות פילטרים.
  • הספק מופחת של SSB: בצורה זו של אפנון SSB קיימת פס צד אחד יחד עם כמות קטנה של המוביל. עבור יישומים מסוימים, נשמרת כמות קטנה של ספק. זה עשוי לשמש כדי לספק אות התייחסות לפיתוח מדויק.

יתרונות SSB

לעתים קרובות משווים אפנון של פס צד בודד ל- AM, שהוא נגזרת ממנו. יש לו כמה יתרונות לתקשורת רדיו דו כיוונית שעוברים יותר על המורכבות הנוספת הנדרשת במקלט ה- SSB ובמשדר ה- SSB הנדרש לצורך קבלתו ושידורו.

  1. מכיוון שהמוביל אינו מועבר, הדבר מאפשר הפחתה של 50% ברמת עוצמת המשדר באותה רמה של אות נשיאת מידע. [הערה עבור שידור AM באמצעות 100% אפנון, מחצית מההספק משמש במוביל ובסך הכל מחצית ההספק בשתי הצדדיות - לכל רצועת צד יש רבע מההספק.]
  2. מכיוון שרק פס צד אחד מועבר ישנה הפחתה נוספת בכוח המשדר.
  3. מכיוון שמשודר רק פס צד אחד ניתן לרדת לרוחב הפס של המקלט בחצי. זה משפר את יחס האות לרעש בפקטור של שניים, כלומר 3 dB, מכיוון שרוחב הפס הצר יותר המשמש יאפשר פחות רעש והפרעות.

סיכום זה הוא כי אפנון SSB מציע פתרון יעיל בהרבה לתקשורת רדיו דו כיוונית מכיוון שהוא מספק שיפור משמעותי ביעילות.

סיכום

אפנון פס צד יחיד, SSB הוא פורמט האפנון הראשי המשמש להעברת קול אנלוגית לתקשורת רדיו דו כיוונית בחלק HF בספקטרום הרדיו. יעילותו מבחינת הספקטרום והעוצמה בהשוואה למצבים אחרים גורמת לכך שבמשך שנים רבות זו הייתה האפשרות היעילה ביותר לשימוש. כעת נעשה שימוש בצורות מסוימות של העברה קולית דיגיטלית, אך אין זה סביר כי פס צד בודד יודח במשך שנים רבות כפורמט העיקרי המשמש ללהקות אלה.


צפו בסרטון: שעור 17: שדות תנודות אלקטרומגנטיות B ו-H (דֵצֶמבֶּר 2021).