Устаткування

Як виміряти частоту трансляції радіостанції FM діапазону. Радіомовні діапазони. Про модуляцію взагалі

Як виміряти частоту трансляції радіостанції FM діапазону.  Радіомовні діапазони.  Про модуляцію взагалі

У переважній більшості випадків мовний радіообмін у КВ, Сі-Бі та УКХ діапазонах передбачає використання амплітудної (АМ), частотної (FM) та односмугової (SSB) модуляції. Дещо окремо стоїть телеграф (CW). Останній вид модуляції на думку багатьох вважається відмираючим, незважаючи на його величезну далекобійність за інших рівних умов через необхідність відповідної кваліфікації оператора. На жаль освоїти "ключ" дійсно непросто, та й швидкість роботи телеграфом у будь-якому випадку помітно нижча за швидкість радіообміну "голосовими" видами модуляції. Але не звернути на нього увагу було б помилкою. Отже, розглянемо види модуляції докладніше, у міру зростання їхньої ефективності.

У мультиплексі компанії ви встановите 15 станцій. Перша станція громадської радіостанції Єсенік стоїть під назвою. Як нагадав Чарльз Зієк, директор відділу радіотехніки Єскі: Щоб нова станція була підключена до трансляції, вона має спочатку припинити своє існування. Немає вільної частоти коливань. Це не можна підтримувати протягом тривалого часу, і якщо радіо має конкурувати з іншими медіа, необхідно оцифрувати його.

Для слухачів ідеальний, але утопічний сценарій пропонуватиме тривалу комбінацію обох технологій. Але, звичайно, це загальне економічне нісенітниця. Радіо фактично є останнім аналоговим аудіовізуальним маслом. Як супутникове, і наземне телебачення вже оцифровано.

1. Амплітудна модуляція ( АМ) по суті змінює вихідну потужність передавача відповідно до зміни звуку. Найменш ефективний вид модуляції, оскільки більшість потужності передавача витрачається, власне, на випромінювання несучої частоти, і лише мала частина цієї потужності несе корисну інформацію. Апаратура зв'язку, що працює з цим видом модуляції, схильна до багатьох видів перешкод, як по приймальній, так і по передавальній стороні. Однак, через простоту техніки для роботи в цій модуляції, вона набула десятиліття тому дуже серйозного поширення. Зараз в АМ працюють переважно ДВ/СВ/КВ мовні радіостанції, у ній ведеться радіообмін між літаками цивільної авіації та наземними службами на ближніх підступах. За півстолітньою традицією в АМ працює міжнародно прийнятий дорожній (дальнобійний) канал (15 АМ на частоті 27135 МГц). Мабуть, у діапазоні амплітудна модуляція потрібна тільки в цьому каналі, і більше ніде в ньому не застосовується. (У деяких регіонах далекобійники використовують "свої" місцеві канали, наприклад, польські водії часто спілкуються у 28 каналі в "нулях" (частота 27280 кГц), але теж найчастіше в АМ.) У наш час використання амплітудної модуляціїдля передачі звуку (голосу) скоріше данина традиції. У аматорських чи службових УКХ бендах вона не набула якогось поширення, за винятком так званого "авіаційного діапазону" (118-136 МГц). Водночас аналогове ефірне телебачення у всьому світі для передачі "картинки" використовує саме амплітудну модуляцію.

Доходи обмежені через низьку потужність, особливо на відкритих майданчиках. Також можна розглянути додану вартість цифрових даних, які можуть бути передані в області мовлення та прийому повідомлень. Це включає більш широку текстову інформацію, яка може бути схожа на текст сканування в нижній частині екрана на станціях новин, а фотографії дають слухачам можливість завантажувати альбоми або фотографії зображень. Електронний програмний гід, як ми знаємо з цифрового телебачення, також дозволить точно визначити час запису обраної дебіторської заборгованості.


2. Частотна модуляція ( FM) накладає звукову інформацію на частоту, що несе, за допомогою певної зміни її значення, тобто випромінювана частота "плаває" в певних межах, відповідно до зміни звуку. Розмах цієї зміни називається девіація. У сиби, мовних УКХ та аматорських/професійних УКХ діапазонах прийняті різні значення девіації.

Однак всі переваги необхідні, оскільки радіо призначене в першу чергу для прослуховування, що також є найбільшою перевагою. Ми можемо слухати його будь-яким чином, і, ймовірно, це не найважливіша річ, щоб переглянути екран.

Від однієї до п'ятнадцяти станцій можна надсилати в одному мультиплексі. Іншими словами, в аналогу ви повинні сигналізувати кожному сигналу станції та відправляти його спеціальним чином. Якщо, наприклад, має бути можливість налаштувати сигнал у цій області за допомогою шафи без вікон усередині офісної будівлі, сигнал має бути надійним, і сигнал тривоги буде перевантажений.

Так мовного УКХ діапазону, прийнятого старого російського стандарту (65,5 - 74 МГц) девіація становить 50 кГц. З такою самою девіацією передається звуковий супровід телевізійних каналів. Для мовного FM діапазону нового стандарту (87,5 – 108 МГц) девіація складає 75 кГц. Ці стандарти прийнято називати WFM (Wide Frequency Modulation – широка (широкосмугова) частотна модуляція). Настільки велике значеннядевіації (і як наслідок - широка смуга, що займається одним передавачем в ефірі) пов'язано з тим, що для якісної передачі звуку в ефір повинні передаватися частоти від 20 до 15000 герц, причому плюс ще стільки ж для стереовещания, в результаті один УКХ/FM передавач займає смугу понад 100 кГц, і крок каналу (різниця частот між двома сусідніми за частотою передавачами) вибрано 200 кГц.

Тому витрати буде розподілено. При передачі в так званих одночастотних мережах вони також використовують відображення сигналу для його відправлення, і тому широкомовна передача з менш відомим виходом матиме гарну якість, що також зменшує трафік.

Найбільш використовується лайном, яке потенційні потенційні слухачі перешкоджають доступу до цифрового радіо, є необхідність купити нового абонента радіозв'язку. Відключення аналогових передач не відбудеться раніше, ніж цього року. Це залежить від того, чи є у вас тільки транзистор вдома чи хочете дійсно гарне радіо. Ціна, звичайно, впала у довгостроковій перспективі, тому вона не буде драматичною у сімейному бюджеті.

Для розбірливої ​​передачі голосу досить передавати частоти 300-3000 герц, для радіозв'язку в FM девіація частоти і ширина займаної одним передавачем смуги значно менше, ніж радіомовлення. Таку модуляцію називають NFM (Narrow Frequency Modulation – вузька (вузькосмугова) частотна модуляція). Для діапазонів VHF (136-174 МГц) та UHF (400-470 МГц) спочатку було обрано крок каналу 25 кГц, а девіація - 5 кГц. Проте дуже швидко місця в ефірі всім охочим стало не вистачати, тому запровадили "ущільнення" - крок каналу скоротили до 12,5 кГц, а девіацію - до 2,5 кГц. Сучасні професійні та аматорські УКХ-радіостанції зазвичай підтримують обидва режими роботи ("Wide" або "25 kHz", і "Narrow" або "12,5 kHz").

Сльози дійсно будуть просто шанувальниками радіопередач аналогового мовлення, яким часто буває всього десять років вдома, і все ж таки дуже хороший приймач. На додаток до необхідних обмінів два найчастіше стверджують, що слухачі нової станції не потрібні і не хочуть.

Ось проста відповідь, спробуйте послухати ваш мобільний телефон через Інтернет, як тільки кілька десятків людей обійдуть вас. Не кажучи вже про охоплення мобільних мереж. Перевагою цифрового режиму мовлення є його унікальність та надійність. Він може використовуватися в кризових ситуаціях, коли радіо, як і раніше, незамінне. Зверніть увагу, наприклад, що один тунель налаштовується у кожному тунельному тунелі. Сигнал доступний усім і безкоштовно, – каже Зек.

Для сиби діапазону крок каналу прийнято 10 кГц - ще менше, ніж на VHF-UHF. Девіація також зменшена і становить 1,8 кГц (смуга сигналу, що передається 300-2700 Гц).

Таким чином, у смузі одного радіомовного FM передавача "вміщується" без взаємних перешкод 16-20 каналів радіозв'язку. У смугу одного телевізійного мовного передавача (8 МГц) "влазить" до 800 каналів голосового AM або FM радіозв'язку.

Цифрове радіо дає вам низку нових можливостей, які ми хочемо максимально використати. Діапазон, якість звуку та повідомлення, збагачене додатковим контентом, є лише частиною нового цифрового радіомовлення. Протягом багатьох років є більше питань, ніж відповідей на оцифрування радіосигналу. Технічні можливості недоступні, щоб дозволити новим мовникам на національному та місцевому рівнях розпочати роботу.

Цифровий сигнал усуває ці обмеження. Ми можемо говорити про часткову аналогію з оцифруванням телевізійного сигналу. Це не що інше як можливість передачі багатьох цифрових радіосигналів на одній частоті. Замість одного аналога до 15 станцій із нулем-1. Давайте також пам'ятати, що багато мультиплексів. Спеціальні алгоритми кодування сигналу та його буферизація на стороні одержувача забезпечать нам безперервність широкомовної передачі, яку ми слухаємо, коли ми перебуваємо в русі, навіть за дуже високих швидкостей переміщення.

Якщо не брати мовну WFM у розрахунок (тут "за правилами гри" можна пожертвувати величезною випромінюваною потужністю і при цьому дуже скромною за інших рівних умов дальністю впевненого прийому заради нього високої якості), частотна модуляція куди ефективніша, перешкодно захищена і "дальнобійна" амплітудна. Насправді за інших рівних умов, наприклад на частотах сиби діапазону, дальність зв'язку зростає десь у 1,5 разу під час переходу з АМ в FM.

Обидва відправники та одержувачі також мають бути зацікавлені в тому, що витрати на передачу радіосигналу будуть на 75% нижчими, ніж сьогодні. У разі оцифровування телевізійного сигналу ми були приречені на купівлю нової телевізійної приставки типу прив'язки, яка дозволяла нам отримувати цифровий сигнал. Найдорожчим рішенням було купити новий приймач. У разі оцифрування радіосигналу перше рішення, на жаль, буде неможливим.

Однак ви можете прослуховувати улюблені радіостанції. Це одне з рішень, яке зробить перехід на новий цифровий світ більш плавним і менш обтяжливим. Аналогові та цифрові сигнали передаватимуться паралельно. Таке несподіване перемикання не станеться, як у випадку телевізійного сигналу.

Не отримавши поширення в КВ службових та радіо аматорських діапазонах, частотна модуляція стала практично єдиним видом модуляції в сибі та аматорських/службових УКХ діапазонах через ефективність і зручність повсякденного використання.


3.Односмугова модуляція ( SSB)складніше і в схемотехнічній реалізації і в повсякденному використанні (через рідко застосовується на транспортних засобах), та й у поясненні суті такого способу накладання звукової інформації на радіочастоту мабуть також. Проте спробую.

Процес налаштування радіо виконуватиметься автоматично. Однак частоти, призначені станції або налаштування, не відображаються. Вибір станції проходитиме між тими, які з'являться на дисплеї. Радіоприймачі, які грали в наших автомобілях протягом багатьох років, згодом будуть слабшати.

Це може бути інформація про широкомовну програму, рекламу або повідомлення про загрозу. Крім того, є невеликі малюнки, на яких ми побачимо, наприклад обмінний курс, обкладинку компакт-диска прослуханої пісні або перегляд часу з радіостудії. Відправник може вирішити, що вони хочуть передати.

Припустимо, що Ви промодулювали по амплітуді радіосигнал частотою 1 МГц звуковим сигналом 1 КГц. Математично в цьому випадку вихідна потужність передавача поділиться на три нерівних по вихідній потужності сигналу (несуча частота 1 МГц + частота несучої за вирахуванням частоти модулюючого сигналу або нижня бічна смуга 999КГц + сума частоти модулюючого сигналу і несучої частоти). Власне кажучи, інформацію про звуковому сигналінестиме лише мала частина вихідної потужності передавача, а левова частка її йтиме в розігрів повітря. Так від половини (теоретичний мінімум) до 80-90 відсотків (на практиці) потужності передавача піде на формування несучої частоти, а верхня та нижня бічні смуги нестимуть корисну інформацію про голос оператора. При цьому як верхня (USB), так і нижня (LSB) бічні смуги будуть містити повну інформацію про накладений звук.

Ідеї ​​не пропадуть. На жаль, цифрове радіо часто плутається з інтернет-радіо. Існує так багато відмінностей та подібностей, що окрема стаття чи навіть докторська дисертація можуть бути присвячені цій темі. Найбільш поширена думка з цього питання полягає в тому, що Інтернет стає настільки поширеним, що він замінить радіо та телевізійний сигнал. Однак багато залежить від самих отримувачів.

Це означає, що слухач є анонімним. Крім того, охоплення інтернет-сигналу далеко не ідеальне, особливо в малонаселених районах. Припускаючи, що передача даних в Інтернеті стане безкоштовною в найближчі роки, така інфраструктура не зможе підтримувати таку велику кількість користувачів, які хочуть використовувати Інтернет, як і раніше, а також слухати радіо.

Виникає резонне питання: навіщо випромінювати несучу і одну з бічних смуг, марно витрачаючи до 90% потужності передавача?

Виявляється, робити це зовсім необов'язково, і схемотехнічно придушивши все, окрім потрібної бічної смуги, ми отримуємо односмугову модуляцію.

За інших рівних умов цей вид модуляції з "голосових" найбільш ефективний за далекобійністю, але незручний у роботі тим, що для повноцінного прийому мовного повідомлення необхідно точно налаштовуватися на частоту передачі. Через різні причини налаштування доводиться уточнювати фактично в процесі ведення радіообміну, а неточність налаштування в 100-200 Гц вже відчутно позначається на розбірливості мовного повідомлення.

Міркування такого типу можна зробити без кінця. Це дуже важлива тема нового цифрового світу. Крім того, той самий передавач відправить сигнал на 15 радіостанцій. У системі нам потрібні 15 передавачів. Кожен із них випромінює величезну кількість електромагнітних хвиль.

Польща - не перша країна, яка вирішила перейти на мовлення радіосигналу. В Англії, Німеччині, Нідерландах, Бельгії, Норвегії чи Швейцарії технічне охоплення вже перевищує 90% площі цих країн. Норвегія, ймовірно, також стане першою країною світу, яка відключить аналогові передавачі.

Смуга частот, займана одним SSB передавачем, відповідає смузі голосового сигналу, що передається (близько 3-3,5 кГц), що в 3-4 рази Вже, ніж у АМ або NFM передавача.

В силу описаних причин даний вид модуляції набув поширення в основному в службових та аматорських КВ бендах. У цьому діапазоні, як і в УКХ аматорських діапазонах, застосовується вкрай рідко, а в службових УКХ діапазонах застосування взагалі не знайшов.

У радіоаматорських КВ бендах на частотах нижче 10 МГц прийнято працювати вLSB, а вищеUSB. Службові радіостанції переважно використовуютьUSB.

4. Телеграф ( CW) в наш час в основному використовується в радіоаматорських КВ (і набагато рідше в УКХ) діапазонах. В силу того, що детектує цю модуляцію за великим рахунком людський мозок, а не "залізо", за належної кваліфікації оператора протягом більш ніж століття цей вид модуляції впевнено тримає першість з далекобійності/ефективності за інших рівних умов. Помехозащищенность телеграфа також вище всяких похвал, і досвідчений телеграфіст може приймати повідомлення фактично навіть за негативному співвідношенні " корисний сигнал/шум " , але на жаль залишається все менше людей, які вміють грамотно працювати на ключі.

Попереджаю відразу: дуже просто не вийде. Занадто складна штука модуляція.

Щоб зрозуміти, що таке модуляція, потрібно знати, що таке частота, з цього і почнемо.
Наприклад візьмемо гойдалки: частота гойдання гойдалок, це число повних коливань, гойдалок на секунду.
Повних, це означає, що одне коливання, це рух гойдалки від крайнього лівого становища, вниз, через центр до максимального рівня праворуч і потім знову через центр до рівня рівня зліва.
Звичайні дворові гойдалки мають частоту близько 0,5 герца, отже повне коливання вони роблять за 2 секунди.
Динамік звукової колонки хитається набагато швидше, відтворюючи ноту "Ля" першої октави (440 герц), він робить 440 коливань на секунду.
В електричних ланцюгах коливання, це хитання напруги, від максимального позитивного значення, вниз, через нуль напруги до максимального негативного значення, вгору, через нуль знову до максимального позитивного. Або від максимальної напруги, через якесь середнє до мінімального, потім знову через середнє, знову до максимального.
На графіці (або екрані осцилографа) це виглядає так:

Частота коливань напруги на виході радіостанції сітки C, що несе на 18 каналі, в "європі" буде 27175000 коливань в секунду або 27 мегагерц і 175 кілогерц (мега - мільйон; кіло - тисяча).

Що б зробити модуляцію наочною, вигадаємо два деяких сигнали, один частотою 1000Гц, другий 3000Гц, графічно вони виглядають так:

Зауважимо, як відображені ці сигнали на графіках зліва. Це графіки частоти та рівня. Чим більша частота сигналу, тим правіше буде зображений на такому графіку сигнал, чим більший його рівень (потужність), тим вища лінія цього сигналу на графіку.

Тепер уявімо, що обидва ці сигнали ми склали, тобто у готовому вигляді наш вигаданий тестовий сигнал є сумою двох сигналів. Як склали? Дуже просто - поставили мікрофон і посадили двох людей перед ним: мужика, який кричав на частоті 1000Гц та бабу, яка верещала на 3000Гц, на виході мікрофона ми отримали наш тестовий сигнал, який виглядає так:

І ось саме цей тестовий сигнал ми і "подаватимемо" на мікрофонний вхід нашого вигаданого передавача, вивчаючи що виходить на виході (на антені) і як все це впливає на розбірливість і дальність зв'язку.

Про модуляцію взагалі

Модульований сигнал, що несе на виході будь-якого передавача в будь-якому випадку (при будь-якій модуляції) виходить методом складання або множення сигналу, що несе на сигнал, який потрібно передати, наприклад сигнал з виходу мікрофона. Різниця між модуляціями лише в тому, що множиться, із чим складається і в якій частині схеми передавача це відбувається.
У плані прийому, тут усе зводиться до того що, що з прийнятого сигналу виділити те, чим був модульований сигнал, посилити і зробити зрозумілим (чутним, видимим).

Амплітудна модуляція - AM (АМ, амплітудна модуляція)

Як можна бачити, при амплітудній модуляції рівень напруги коливань високої частоти(несучої) безпосередньо залежить від величини напруги надходить з мікрофона.
Напруга на виході мікрофона збільшується, збільшується і напруга несучої на виході передавача, тобто більше потужності на виході, менша напруга з мікрофона, менша напруга на виході. Коли напруга на виході мікрофона в якійсь центральній позиції, передавач випромінює якусь центральну потужність (при АМ модуляції в 100% при тиші перед мікрофоном 50% потужності).
Глибиною АМ модуляції називається рівень впливу сигналу з мікрофона на рівень вихідної потужності передавача. Якщо виляння 30% тобто найсильніший негативний імпульс напруги з мікрофона зменшить рівень несучої на виході на 30% від максимальної потужності.
А ось так виглядає спектр сигналу з AM модуляцією (розподіл його компонентів за частотами):

По центру, на частоті 27175000 Гц у нас несуча, а нижче і вище за частотою "бічні смуги", тобто суми сигналу несучої та звукових частот нашого тестового сигналу:
27175000+1000Гц та 27175000-1000Гц
27175000+3000Гц та 27175000-3000Гц
Сигнали "несуча мінус звук" - нижня бічна смуга, а "несуча плюс звук" - верхня бічна смуга.
Не важко помітити, що для передачі інформації достатньо лише однієї бічної смуги, друга лише повторює ту саму інформацію, але тільки з протилежним знаком даремно витрачаючи потужність передавача на випромінювання цієї дублюючої інформації в ефір.
Якщо прибрати несучу, яка корисної інформаціївзагалі не містить і одну з бічних смуг, то вийти SSB модуляція (російською мовою: ОБП) - модуляція з однією бічною смугою і відсутньою несучою (односмугова модуляція).

SSB модуляція (ОБП, односмугова модуляція)

Ось так виглядає SSB на виході передавача:

Видно, що цей сигнал мало чим відрізняється від модуляції АМ. Воно і зрозуміло, SSB це продовження AM, тобто SSB створюється з АМ модуляції, з сигналу якої видаляється не потрібна бічна смуга і несе.
Якщо ж глянути на спектр сигналу, то різниця очевидна:

Тут немає ні несучої ні дублюючої бічної смуги (на цьому графіку показана USB, тобто односмугова модуляція, де залишена верхня бічна смуга, є ще й LSB, коли залишена нижня бічна смуга).
Немає несучої, немає дублюючої бічної - вся потужність передавача йде лише на передачу корисної інформації.
Тільки прийняти таку модуляцію на звичайний АМ приймач неможливо. Для прийому потрібно відновити "відправну точку" - несучу. Зробити це просто - частота на якій працює передавач відома, отже потрібно лише додати несучу таку ж частоту і відправна точка з'явитися. Цікавий читач напевно вже помітив, що якщо не відома частота передавача, то відправна точка буде неправильна, ми додамо не ту несучу, що ми при цьому почуємо? А почуємо ми при цьому голос чи "бика" чи "гноміка". Відбудеться це тому, що приймач у даному виді модуляції не знає, які частоти були у нас спочатку, чи то були 1000Гц і 3000Гц, чи то 2000Гц і 4000Гц, чи то 500Гц і 2500Гц - "відстань" почало зміститися, як результат або "пі-пі-пі" або "бу-бу-бу".

CW модуляція (телеграф)

З телеграфом все просто - це сигнал 100% АМ модуляція, тільки різка: сигнал є на виході передавача або сигналу немає. Натиснутий телеграфний ключ – є сигнал, відпущений – немає нічого.
Виглядає на графіках телеграф ось так:

Відповідно спектр телеграфного сигналу:

Тобто частота 100%, що несе, промодульована натисканнями на телеграфний ключ.
Чому на спектрі 2 палички трохи відступаючи від сигналу "центральної частоти", а не одна єдина - несучої?
Тут все просто: як би там не було, телеграф це АМ, а АМ це сума сигналів несучої і модуляції, так як телеграф (морзянка), це серія натискань на ключик це теж коливання з деякою але частотою, нехай і низькою в порівнянні з звуком. Саме на частоту натискання на ключик і відступають бічні лінії телеграфного сигналу від несучої.
Як передавати такі сигнали?
У найпростішому випадку - натискаючи кнопку передачі під час мовчання перед мікрофоном.
Як приймати такі сигнали?
Для прийому потрібно несучу, що з'являється в ефірі в такт натисканням на ключ, перетворити на звук. Методів багато, найпростіший - підключити до виходу детектора АМ приймача схему, яка пікає щоразу, як на детекторі з'являється напруга (тобто на детектор надходить несуча). Більш складний і розумний спосіб - змішати сигнал, що надходить з ефіру з сигналом генератора (гетеродина) вбудованого в приймач, а різницю сигналів подати на підсилювач звуку. Так, якщо частота сигналу в ефірі 27175000Гц, частота генератора приймача 27174000, то на вхід підсилювача звуковий частотинадійде сигнал 27175000 +27174000 = 54349000Гц і 27175000-27174000 = 1000Гц, природно перший з них не звуковий а радіосигнал, його підсилювач звуку не посилить, а ось другий, 1000Гц, це вже з ним поки що є в ефірі несуча і тишу (шуми ефіру) коли немає.
До речі, коли включаються двоє на передачу одночасно, ефект "піїї", що виникає від складання та віднімання несучих у приймачі, думаю, помічали багато хто. Те, що чути - різниця між сигналами несучих виникає в нашому приймачі.

FM модуляція (ЧМ, частотна модуляція)

Власне суть частотної модуляції проста: частота напруги, що несе в такт, на виході мікрофона трохи змінюється. Коли напруга на мікрофоні збільшується, збільшується і частота, коли напруга зменшується на виході мікрофона, то зменшується і частота несучої.
Зменшення та збільшення частоти несучої відбувається в невеликих межах, наприклад для Сі-Бі радіостанцій це плюс/мінус 3000Гц при частоті несучої порядку 27000000Гц, для радіомовних станцій FM діапазону, це плюс/мінус 100000Гц.
Параметр ЧС модуляції – індекс модуляції. Співвідношення звуку максимальної частоти, яку пропустить мікрофонний підсилювач передавача до максимальної зміни частоти, що несе при найгучнішому звуку. Не важко помітити, що для Сі-Бі це 1 (або 3000/3000), а для мовних станцій FM це приблизно 6...7 (100000/15000).
При ЧС модуляції, що несе за рівнем (потужність сигналу передавача), завжди постійна, вона не змінюється від гучності звуків перед мікрофоном.
У графічному вигляді на виході передавача ЧС модуляція виглядає так:

При ЧС модуляції, як і при АМ на виході передавача є і несуча і дві бічні смуги, так як частота несучої бовтається в такт сигналу, що модулює, відступаючи від центру:

DSB, ДЧТ, фазова та інші види модуляції

Заради справедливості, слід зазначити, що існують і інші види модуляції несучої:
DSB – дві бічні смуги та відсутня несуча. DSB, по суті АМ, модуляція у якої видалена (вирізана, пригнічена) несуча.
ДЧТ - двочастотний телеграф, по суті, не що інше, як частотна модуляція, але натисканнями телеграфного ключа. Наприклад, точці відповідає зсув несучої на 1000Гц, а тире на 1500Гц.
Фазова модуляція – модуляція фази несучої. Частотна модуляція при малих індексах 1-2 є фазова модуляція.

У деяких системах (телебачення, FM стерео радіомовлення) модуляція несучої здійснюється ще однією промодульованою несучою, а вона вже й несе корисну інформацію.
Наприклад, спрощено, FM стерео мовний сигнал, це несуча промодульована частотною модуляцією, сигналом який сам є несуча промодульована DSB модуляцій, де одна бічна це сигнал лівого каналу, а інша бічна смуга це сигнал правого каналу звуку.

Важливі аспекти прийому та передачі сигналів АМ, ЧС та SSB

Так як АМ і SSB це модуляції, у яких вихідний сигнал передавача пропорційний напрузі, що надходить з мікрофона, то важливо, що він лінійно посилювався, як на приймальній, так і на передавальній стороні. Тобто якщо підсилювач посилює в 10 разів, то при напрузі на вході 1 вольт на виході має бути 10 вольт, а при 17 вольтах на вході на виході має бути точно 170 вольт. Якщо підсилювач буде не лінійний, тобто при напрузі на вході 1 вольт посилення 10 і на виході 10 вольт, а при 17 вольтах на вході посилення виявиться лише 5 і на виході буде 85 вольт, то з'являться спотворення - хрипи та хрюки при гучних звуках перед мікрофон. Якщо посилення буде навпаки менше на малих вхідних сигналах, то будуть хрипи при тихих звуках і неприємні звуки навіть за гучних (бо на початку свого коливання будь-який звук проходить зону близьку до нуля).
Особливо важливою є лінійність підсилювачів для SSB модуляції.

Для вирівнювання рівнів сигналів у приймачах АМ та SSB використовуються спеціальні вузли схеми – автоматичні регулятори посилення (схеми АРУ). Завдання АРУ обирати таке посилення вузлів приймача, щоб і сильний сигнал (від близького кореспондента) і слабкий (від віддаленого), зрештою, виявилися приблизно однаковими. Якщо АРУ не використовувати, то слабкі сигнали будуть чути тихо-тихо, а сильні розірвуть випромінювач звуку приймача на клаптики, як крапля нікотину розриває хом'яка. Якщо ж АРУ надто швидко реагуватиме на зміну рівня, то вона почне не просто вирівнювати рівні сигналів від близьких та далеких кореспондентів, а й усередині сигналу "душити" модуляцію - зменшуючи посилення при підвищенні напруги та підвищуючи при зниженні, зводячи всю модуляцію до немодульованого сигналу .

Для ЧС модуляції не потрібна особлива лінійність підсилювачів, при ЧС модуляції інформацію несе зміна частоти і ніяке спотворення чи обмеження рівня сигналу не може змінити частоту сигналу. Власне в приймачі ЧС взагалі обов'язково встановлений обмежувач рівня сигналу, так як рівень не важливий, важлива частота, а зміна рівня тільки заважатиме виділити зміни частоти і перетворити ЧС несучу в звук сигналу, яким вона промодулирована.
До речі, саме через те, що в ЧС приймачі всі сигнали обмежуються, тобто слабкі шуми мають майже той же рівень, що і сильний корисний сигнал, без сигналу ЧМ детектор (демодулятор) так сильно шумить - він намагається виділити зміну частоти шумів на вході приймача і шумів самого приймача, а шумах зміна частоти дуже велике і випадково, і чути випадкові сильні звуки: гучний шум.
У АМ і SSB приймачі шуму за відсутності сигналу менше, оскільки сам шум приймача за рівнем все ж таки малий і шуми на вході порівняно з корисним сигналом за рівнем малі, а для AM і SSB важливий саме рівень.

Для телеграфу теж дуже важлива лінійність, там інформацію несе саме наявність чи відсутність несучої, та її рівень лише побічний параметр.

ЧС, АМ та SSB на слух

У сигналах АМ і SSB набагато помітніші імпульсні перешкоди, такі як тріск несправного запалювання автомобілів, клацання грозових розрядів або рокіт від імпульсних перетворювачів напруги.
Чим слабший сигнал, що менше його потужність, тим тихіше звук на виході приймача, а що сильніше, то гучніше. Хоча АРУ ​​і робить свою справу, вирівнюючи рівні сигналів, але її можливості не нескінченні.
Для SSB модуляції практично неможливо користуватися шумоподавником і взагалі зрозуміти, коли інший кореспондент відпустив передачу, тому що при мовчанні перед мікрофоном в SSB передавач в ефір нічого не випромінює - немає несучої, а якщо перед мікрофоном тиша, то немає бічних смуг.

ЧС сигнали менше схильні до впливу імпульсних перешкод, але через сильний шум ЧМ детектора без сигналу просто нестерпно сидіти без шумоподавлювача. Кожне виключення передачі кореспондента в приймальнику супроводжується характерним "пшиком" - детектор вже почав переводити шуми в звук, а шумоглушник ще не закрився.

Якщо слухати АМ на ЧС приймач або навпаки, то буде чути рохкання, але розібрати про що мова все ж таки можна. Якщо на ЧС або АМ приймач послухати SSB, то буде лише дика аудіо-каша з "хрю-жу-жу-бжу" і зовсім розбірливості.
На SSB приймач можна чудово послухати CW (телеграф), АМ, а з деякими спотвореннями та ЧС з малими індексами модуляції.

Якщо одночасно включаються дві або більше АМ або ЧС радіостанцій на одній частоті, то виходить каша з несучих, такий писк і вереск серед якого нічого не розібрати.
Якщо ж включаться два або більше SSB передавача на одній частоті, то в приймачі буде чути всіх, хто говорив, так як несучої у SSB немає і битися (змішуватися до свисту) нема чого. Чути всіх, ніби всі сидять в одній кімнаті і разом заговорили.

Якщо у АМ чи ЧМ частота приймача не точно збігається з частотою передавача, то з'являються спотворення на гучних звуках, "підхрипування".
Якщо у SSB передавача частота змінюється в такт рівню сигналу (наприклад, апаратура не тягне живлення), то в голосі чути булькання. Якщо плаває частота приймача або передавача, то звук плаває по частоті, то "бубонить", то "цвірінькає".

Ефективність видів модуляції - АМ, ЧС та SSB

Теоретично, підкреслюю - теоретично, за рівної потужності передавача, дальність зв'язку від виду модуляції залежатиме так:
АМ = Відстань * 1
ЧС = Відстань * 1
SSB = Відстань * 2
У тій самій теорії, енергетично, SSB виграє у АМ у 4 рази за потужністю, або у 2 рази за напругою. Виграш з'являється за рахунок того, що потужність передавача не витрачається на випромінювання марної несучої та даремно дублюючої інформацію другої бічної смуги.
На практиці виграш менший, оскільки мозок людини не звик чути шуми ефіру в паузах між гучними звуками і дещо страждає на розбірливість.
ЧС теж модуляція "з сюрпризом" - одні розумні книги кажуть, що АМ і ЧС одна одною не краще, а то й зовсім ЧС гірше, інші стверджують, що при малих індексах модуляції (а це Сі-Бі та радіоаматорські радіостанції) ЧМ виграє у АМ у 1,5 рази. Насправді, на суб'єктивну думку автора ЧС "пробивніше", ніж АМ приблизно в 1,5 рази, перш за все, тому що ЧС менш схильна до імпульсних перешкод і хитань рівня сигналу.

Апаратура АМ, ЧС та SSB у плані складності та переробки одного в інше

Найскладніша апаратура це SSB.
Насправді SSB апарат з легкістю може працювати в AM або ЧС після мізерно малої обробки.
Переробити АМ або ЧС приймач в SSB майже неможливо (потрібно ввести в схему дуже багато додаткових вузлів і повністю переробити блок передавача).
Від автора: переробка АМ або ЧС апарату в SSB особисто мені здається повним божевіллям.
SSB апарат "з нуля" - збирав, але щоб переробити АМ або ЧС в SSB - ні.

Другий за складністю це ЧС апарат.
По суті ЧМ апарат вже містить у приймачі все, що потрібно для детектування АМ сигналів, так як у нього теж є АРУ (автоматичне регулювання посилення) і отже детектор рівня несучої, тобто по суті повноцінний АМ приймач, тільки працює десь там , всередині (від цієї частини схеми працює і пороговий шумоглушник).
З передавачем буде складніше, оскільки майже всі його каскади працюють у не лінійному режимі.
Від автора: переробити можна, але ніколи цього не було потреби.

АМ апаратура найпростіша.
Щоб переробити АМ приймач в ЧС, потрібно ввести нові вузли - обмежувач і ЧМ детектор. За фактом обмежувач і ЧМ детектор, це 1 мікросхема і трохи деталей.
Переробка АМ передавача в ЧС значно простіше, тому що потрібно лише ввести ланцюжок, який "балакатиме" частоту несучої в такт напрузі, що надходить з мікрофона.
Від автора: кілька разів переробляв АМ трансівер в АМ/ЧМ, зокрема Сі-Бі радіостанції "Cobra 23 plus" та "Cobra 19 plus".