W modulatorze amplitudy w taki sposób dobrano amplitudę przebiegu modulującego, że na jego wyjściu uzyskano pełną modulację. Do wyjścia modulatora podłączono oscyloskop pracujący w trybie Y – T (włączona podstawa czasu). Przebieg modulujący jest w fazie z falą nośną w.cz. Który z obrazów jest wyświetlany na oscyloskopie?
C.
A.
D.
B.
Pytanie z egzaminu CKE, czerwiec 2015 (arkusz E.15-X-15.05).
Obraz D odpowiada pełnej modulacji amplitudy, czyli sytuacji, w której współczynnik modulacji wynosi $m=1$. W praktyce oznacza to, że amplituda fali nośnej jest zmieniana przez sygnał modulujący od wartości maksymalnej aż do zera. Na oscyloskopie w trybie Y – T, czyli z włączoną podstawą czasu, widzimy normalny przebieg czasowy: szybkie drgania fali nośnej w.cz. oraz wolnozmienną obwiednię narzuconą przez sygnał modulujący. Dla pełnej modulacji obwiednia w najwęższym miejscu dokładnie dotyka osi czasu, ale jej nie przecina. To jest bardzo ważny szczegół.
Moim zdaniem najłatwiej zapamiętać to tak: przy AM patrzymy nie tylko na samą sinusoidę nośną, ale głównie na kształt obwiedni. Jeśli obwiednia jest sinusoidalna i zwęża się do zera, mamy modulację 100%. Gdyby amplituda sygnału modulującego była mniejsza, obwiednia nie dochodziłaby do zera. Gdyby była większa, pojawiłaby się przemodulacja, czyli zniekształcenie obwiedni i utrata poprawnej informacji. W radiokomunikacji i torach nadawczych AM unika się przemodulowania, bo powoduje ono zakłócenia w sąsiednich kanałach i pogorszenie jakości odbioru. Dlatego obraz D jest zgodny z zasadami pomiaru sygnału AM oscyloskopem oraz z dobrą praktyką uruchamiania modulatorów.
Moim zdaniem najłatwiej zapamiętać to tak: przy AM patrzymy nie tylko na samą sinusoidę nośną, ale głównie na kształt obwiedni. Jeśli obwiednia jest sinusoidalna i zwęża się do zera, mamy modulację 100%. Gdyby amplituda sygnału modulującego była mniejsza, obwiednia nie dochodziłaby do zera. Gdyby była większa, pojawiłaby się przemodulacja, czyli zniekształcenie obwiedni i utrata poprawnej informacji. W radiokomunikacji i torach nadawczych AM unika się przemodulowania, bo powoduje ono zakłócenia w sąsiednich kanałach i pogorszenie jakości odbioru. Dlatego obraz D jest zgodny z zasadami pomiaru sygnału AM oscyloskopem oraz z dobrą praktyką uruchamiania modulatorów.
Wybór innego obrazu zwykle wynika z pomylenia kilku podobnych, ale jednak różnych sytuacji pomiarowych. W modulatorze AM przy pełnej modulacji amplitudy nie chodzi o to, że przebieg ma być po prostu największy albo najbardziej gęsty na ekranie. Najważniejsza jest obwiednia sygnału, czyli linia wyznaczająca chwilową amplitudę fali nośnej. Dla modulacji 100% obwiednia schodzi dokładnie do zera i wraca do wartości maksymalnej. Nie powinna przechodzić na drugą stronę ani tworzyć załamań, bo to już byłoby przemodulowanie.
Częsty błąd polega też na myleniu trybu Y – T z trybem X – Y. W trybie Y – T oscyloskop pokazuje zmianę napięcia w czasie, więc widać nośną wysokiej częstotliwości oraz jej wolniejszą obwiednię. W trybie X – Y można byłoby analizować inne figury, na przykład związane z charakterystyką modulacji, ale tutaj podstawa czasu jest włączona, więc oczekujemy klasycznego przebiegu czasowego AM.
Niepoprawne rysunki mogą sugerować niedomodulowanie, gdzie obwiednia nie dochodzi do zera, albo przemodulowanie, gdzie obwiednia jest zniekształcona i jakby przecina samą siebie. Takie obrazy nie pasują do warunku pełnej modulacji. Informacja o zgodności fazy przebiegu modulującego z falą nośną pomaga ustalić położenie maksimów i minimów w czasie, ale nie zmienia podstawowej cechy: przy $m=1$ minimalna amplituda sygnału AM wynosi zero. Z mojego doświadczenia na takich pytaniach najlepiej najpierw szukać właśnie punktu styku obwiedni z osią, a dopiero potem zastanawiać się nad fazą i kształtem szczegółów.
Częsty błąd polega też na myleniu trybu Y – T z trybem X – Y. W trybie Y – T oscyloskop pokazuje zmianę napięcia w czasie, więc widać nośną wysokiej częstotliwości oraz jej wolniejszą obwiednię. W trybie X – Y można byłoby analizować inne figury, na przykład związane z charakterystyką modulacji, ale tutaj podstawa czasu jest włączona, więc oczekujemy klasycznego przebiegu czasowego AM.
Niepoprawne rysunki mogą sugerować niedomodulowanie, gdzie obwiednia nie dochodzi do zera, albo przemodulowanie, gdzie obwiednia jest zniekształcona i jakby przecina samą siebie. Takie obrazy nie pasują do warunku pełnej modulacji. Informacja o zgodności fazy przebiegu modulującego z falą nośną pomaga ustalić położenie maksimów i minimów w czasie, ale nie zmienia podstawowej cechy: przy $m=1$ minimalna amplituda sygnału AM wynosi zero. Z mojego doświadczenia na takich pytaniach najlepiej najpierw szukać właśnie punktu styku obwiedni z osią, a dopiero potem zastanawiać się nad fazą i kształtem szczegółów.