BÖLÜM 2 GENLİK MODÜLASYONU

Transkript

1 BÖLÜM 2 GENLİK MODÜLASYONU Bölümün Amacı Öğrenci, haberleşme sistemlerinde modülasyonun gerekliliğini öğrenir, Analog haberleşmede genlik modülasyonunu kullanır. Öğrenme Hedefleri Öğrenci, 1. Modülasyonu tanımlar ve gerekliliğini anlar. 2. Taşıyıcı frekansı ile temel band sinyali arasındaki ilişkiyi tanımlar. 3. Verilen dalga şekli şemalarından Modüle edilmiş bir taşıyıcıyı; Genliği modüle edilmiş bir taşıyıcıyı, Frekansı modüle edilmiş bir taşıyıcıyı tanımlar. 4. Modülasyon derecesi kavramını açıklar. 41

2 2. GENLİK MODÜLASYONU Bu modülasyon türü 1906 yılında ilk defa olarak, Kanadalı mühendis Reginald Fessenden tarafından ( ) tarafından geliştirilmiştir. Genlik modülasyonunda, taşıyıcı sinüs sinyalidir. Yayın yapan tesiste, yani vericide taşıyıcı sinüs sinyalinin genliği bilgi sinyaline bağlı olarak değiştirilir. Bu işlemi yapan devreye modülatör denir. Alıcıda ise bu işlemin tersi yapılır. Yani genlik değişikliği bilgi sinyaline çevrilir. Alıcıda yapılan işleme ise genlik demodülasyonu, bu işlemi yapan devreye ise demodülatör denir Bu modülasyon türünde, bilgi sinyalinin frekans ve genliğine bağlı olarak taşıyıcı sinyalinin sadece genliği değiştirilir. Uzak mesafelere gönderilmek istenen düşük frekanslı ses veya müzik şeklindeki bilgiler önce elektrik enerjisine çevrilir. Sonra taşıyıcı (RF) sinyal üzerine bindirilerek elektromanyetik dalgalar şeklinde uzak mesafelere ulaştırılır. Modülasyon için iki önemli sinyalin olması şarttır. Bunlar, bilgi sinyali ve taşıyıcı sinyalidir. Bunlardan frekansı düşük olan uzak mesafelere gönderilecek olan bilgi sinyali, frekansı yüksek olan ise taşıma vazifesi gören taşıyıcı sinyalidir. 100 KHz ve 5 KHz'lik iki ayrı sinyalden hangisinin bilgi, hangisinin taşıyıcı olduğunu tespit edebiliriz. Şekil 2.1 'de 5 KHz'lik bilgi sinyali ile 100 KHz'lik taşıyıcının modülasyonu gösterilmiştir. Şekilde gösterildiği gibi alçak frekanslı bilgi sinyalinin pozitif (+) alternanslarında taşıyıcının genliği artar. En büyük genlik, bilgi sinyalinin (+) tepe (peak) noktasında elde edilir. Alçak frekanslı bilgi sinyalinin negatif (-) alternanslarında ise taşıyıcının genliği azalır. En küçük genlik ise bilgi sinyalinin (-) tepe (peak) noktasında elde edilir. Böylece taşıyıcının genliği, bilgi sinyaline göre değiştirilmiş olur. Burada modüle eden sinyal, bilgi sinyalidir. Modüle edilen ise taşıyıcıdır. Elde edilen sinyale modüleli sinyal denir. 42

3 Şekil 2.1: Bilgi sinyali, taşıyıcı ve modüleli sinyal 2.1. Çift Yan Bant Genlik Modülasyonu Tanımı Taşıyıcı işaretin genliğinin bilgi işaretine göre değiştirildiği modülasyon türüne genlik modülasyonu denir. Modülasyon işlemi sırasında bilgi sinyalinde yer alan bütün frekanslar üst ve alt yan bantlar olarak elde edilir. Şekil de 30Hz ile 30KHz arasındaki bilgi sinyalinin 1 MHz lik bir taşıyıcı sinyali ile modülasyonu sonucu oluşan alt ve üst yan bantlar görülmektedir. Verinin iletilmesi sırasında alt ve üst yan bantların her ikisinin de kullanıldığı genlik modülasyonuna çift yan bant genlik modülasyonu denir. 43

4 Şekil 2.1.1: Genlik modüleli sinyal frekans tayfı Çift Yan Bant Genlik Modülasyonu Elde Edilmesi Genlik modülasyonu üretmekte kullanılan devreye modülatör denir. Modülatör taşıyıcı sinyal ile bilgi sinyalini uygun şekilde birleştirerek modüleli sinyali oluşturur. Şekil 2.1.2: Çift yan bant genlik modülasyonlu verici blok şeması Bilgi İşareti Bilgi işareti düşük frekanslı işarettir. (Ses bandı için f m = 3KHz lik bir işarettir) Bilgi işaretinin matematiksel ifadesi : v m = V m Sin2πf m t olup, bu formülde; v m = Bilgi sinyalinin anlık ac değerini 44

5 V m = Bilgi sinyalinin max genliğini f m = :Bilgi sinyalinin frekansını gösterir Taşıyıcı İşaret Şekil frekansı 1 Hz olan bilgi sinyali ( f= 1Hz) Taşıyıcı işaret yüksek frekanslı sinüs ya da cosinüs şaretidir. Taşıyıcı işaretin matematiksel ifadesi : v c = VcSin2πfct Bu formülde; v c =Taşıyıcı sinyalinin anlık ac değerini V c = Taşıyıcı sinyalinin max genliğini f c :Taşıyıcı sinyalinin frekansını gösterir. Şekil Taşıyıcı Sinyali 45

6 2.1.4 Modüleli İşaret Bilgi işaretiyle taşıyıcı işaretin birleştirilmiş halidir. Şekil Genlik Modülasyonlu işarette taşıyıcı genliği ve frekansı Modüleli İşaretin Analizi Şekil Modüleli İşaret de bilgi işaretine ait büyüklükler 46

7 Yukarıdaki modüleli işaretteki frekans, periyot ve genlik ifadeleri T c : Taşıyıcı işaretin peryodu = T m : Bilgi işaretinin peryodu = V m t-t :Bilgi işaretinin tepeden tepeye genlik değeri = () Modüleli İşaret Zarfı Modüleli sinyalin pozitif ve negatif tepe değerleri üzerinden çizilecek hat modüle edici sinyale yani bilgi sinyaline özdeştir. İşte bu tepe noktalarından geçen hatta zarf denir. Aşağıdaki şekilde modüleli sinyalin pozitif ve negatif zarfları görülmektedir. Pozitif ve negatif zarflar zaman eksenine göre birbirinin simetriğidir. Şekil Modüleli işaret zarfı Genlik Modülasyonunun Matematiksel İfadesi Vm=V m Sin2πf m t (Bilgi işareti) Vc=V c Sin2πf c t (Taşıyıcı işaret) V = (V c + V m Sin2πf m t)* Sin2πf c t (Taşıyıcı genliğine binen bilgi işareti = Modüleli işaret ) 47

8 Çarpma işlemin gerçekleştirdiğimizde aşağıdaki ifadeyi elde ederiz. v = V c Sin2πf c t + V m Sin2πf m t*sin2πf c t Taşıyıcı sinyal + iki tane sinüs çarpımı İki sinüs ifadesinin çarpımını aşağıdaki şekilde açarsak; = 1 2 [cos(+) cos( )] = 1 2 [cos(+) cos( )] = cos( ) 2 cos(+) 2 2π t 2π t = 2 "#2π$( ) 2 "#2π$( + ) Buradan çift yan bant genlik modülasyonun matematiksel ifadesi olarak aşağıdaki eşitliği yazabiliriz. % = 2π t + 2 "#2π$( ) 2 "#2π$( + ) Yukarıdaki formülde ; v & ' ()*+,- '. = Modüleli işaret = Taşıyıcı işaret & / + '0(+,1(- ' - / ) = Alt yan bant işareti & / + '0(+,1(- '+- / ) = Üst yan bant işareti Şeklinde yazacak olursak (m=modülasyon indisi) 48

9 Buradan çift yan bant genlik modülasyonun matematiksel ifadesini (modülasyon indisli olarak) aşağıdaki şekilde yazabiliriz. % = 2π t "#2π$( ) 2 2 "#2π$( + ) Yukarıdaki formülde ; v & ' ()*+,- '. = Modüleli işaret = Taşıyıcı işaret /& ' + '0(+,1(- ' - / ) = Alt yan bant işareti /& ' + '0(+,1(- '+- / ) = Üst yan bant işareti Modülasyon İndisi Bilgi sinyal genliğinin taşıyıcı sinyal genliğine oranına modülasyon indisi denir. Modülasyon indisinin 100 ile çarpılmasıyla modülasyon yüzdesi elde edilir. Yapılan modülasyonun iyilik derecesini gösterir. Aslında modülasyon yüzdesi; bilgi sinyalinin, taşıyıcının yüzde kaçını modüle edebildiğinin ifadesidir. Örneğin; modülasyon faktörü 0,8 ise modülasyon yüzdesi % 80 'dir. Yani, bilgi sinyali taşıcının % 80 'ini modüle edebilmiştir. Geriye kalan % 20 'sini modüle edememiştir. Eğer; bilgi sinyali, taşıyıcının tamamını modüle etmişse % m = % 100 'dür. A.M 'de modülasyon yüzdesinin artması, o sinyalin anlaşılırlığını, iyilik derecesini artırır. Yukarıdaki formülde m = (Modülasyon indisi) V m = Bilgi genliği V c = Taşıyıcı genliği m = m > 1 ise bozuk bir genlik modülasyonu. m = 1 ise % 100 genlik modülasyonu (İdeal modülasyon) 0,5 < m < 1 ise iyi bir modülasyon vardır. 49

10 Örnek: Modüle edici sinyal genliği 3V, taşıyıcı genliği 4V olan modüleli bir sinyalin modülasyon indisi ve modülasyon yüzdesini hesaplayınız. Çözüm: Vm = 3 V m = 3 / 4 = 0,75 % m = 0,75*100 = %75 Vc = 4 V Eğer modüleli işaretin minimum genliği sıfır olacak şekilde bilgi işaretinin genliği arttıracak ise modülasyon yüzdesi % 100 olur. Bu değer modülasyonun alabileceği maksimum değerdir. Taşıyıcının genlik değişimi, 0 ile taşıyıcı genliğinin iki katı arasındadır. Bilgi işaretinin genliği bu değerden daha fazla yapılırsa aşırı modülasyon elde edilir. Aşırı modülasyon modüleli işaretin maksimum genliği taşıyıcı genliğinin iki katından fazla olur ve minimum değeri ise sıfır seviyesini geçerek diğer kısma taşar. % 100 modülasyona ait dalga şekli, Şekil de gösterilmiştir. Şekil Aşırı modülasyon Modülasyon işaretindeki böyle bir bozulma veya distorsiyon radyo istasyon frekansının kaymasına ve komşu istasyonlar ile girişim olmasına neden olur..oran maksimum % 100 olabilir. Daha yüksek bir oran hem vericinin aşırı yüklenmesine, hem de bilgi sinyalinin bozulmasına (Halk arasında ses çatlaması denilen bozukluğa) yol açar. Mevcut standartlara göre böyle bir duruma müsaade edilmez Genlik Modülasyonunun Osiloskop İle Bulunması Osiloskop ile modülasyon indisini bulmak için ; DSB vericinin anten çıkışı osiloskoba bağlanarak modüleli işaretin dalga şekli osiloskop ekranında elde edilir. Şekil elde edildikten sonra Vmax ve Vmin ölçülür. 50

11 m = formülünden modülasyon indisi bulunur Şekil Modüleli işaret zarfından modülasyon indisinin bulunması İkinci yol: 51

12 Bant genişliği İşaretin frekans spektrumunda işgal ettiği yere bant genişliği denir. Başka bir deyişle bir elektronik devrenin çalıştığı veya geçirdiği frekans bölgesinin genişliği bant genişliği olarak ifade edilir. Gerek klasik genlik modülasyonu gerekse çift yan bant modülasyonunda RF bant genişliği, bilgi bandı genişliğinin iki mislidir. Taşıyıcı frekansın her iki tarafında, bilgi bandına özdeş birer bant simetrik olarak oluşur. Uzun ve orta dalga radyo yayınlarında klasik genlik modülasyonu kullanılır. Bu bantlarda ses sinyali bant genişliği 5 khz de sınırlanmıştır. Bu durumda RF bant genişliği de 10 KHz dir (5 khz gerek insan gerekse müzik aletlerinin ürettiği bütün seslerin iletilmesi için yeterlidir. Ancak müzik kalitesi için gerekli olan harmoniklerin bir bölümü, bu bandın dışında kalırlar. Bu sebepten kaliteli müzik için daha geniş bilgi bandına uygun olan frekans modülasyonu tercih edilir.) Çift yan bant genlik modülasyonunda bant genişliği Çift yan bant genlik modülasyonunda bant genişliği bilgi işaretinin frekansının 2 katıdır. Bunun nedeni konunun başında bahsettiğimiz alt yan bant ve üst yan banttır. BW=2fm şeklinde ifade edilir. Şekil Çift yan bant GM için frekans spektrumu 52

13 ÖRNEK: fc = 100 khz fm = 1 khz olan sinyalin bant genişliği nedir? ÇÖZÜM: BW=2fm BW=2 khz ÖRNEK: Bir ÇYB GM sisteminde aşağıda verilen değerler kullanılmaktadır. Frekans spektrumunda oluşacak olan frekansların değerlerini ve genliklerini bulunuz, spektrumu çiziniz ve bant genişliğini bulunuz. ÇÖZÜM: VERİLENLER Vm = 10 V fc = 100 khz İSTENEN: m = = : : =1 Vc = 10 V fm = 1 khz fc+fm = = 101 khz Frekans spektrumunu çiz ve bant genişliğini bul. 2 2 = 1 10 = 5 2 fc-fm = 100 1= 99 khz Şekil Örnek için frekans spektrumu 53

14 ÇYB (DSB) Genlik Modülasyonunda Güç Hesabı Şekil AC işaretin efektif değeri 54

15 Şekil Çift Yan Bant Genlik Modülasyonunda güç spektrumu ÖRNEK: R = 50 Ω Vmax = 10V ise P=? ÇÖZÜM: = = >? = = 1 A ÖRNEK: Bir ses sinyalinin matematiksel ifadesi 10sin2π3200t dir. Bu bilgi işareti matematiksel ifadesi 20Sin2π300000t olan bir taşıyıcıyı modüle etmekte kullanılmaktadır. Buna göre a) Ses sinyalini çiziniz. b) Taşıyıcı sinyalini çiziniz. 55

16 c) Modüleli dalgayı ölçekli çiziniz. d) Modülasyon indisini ve modülasyon yüzdesini bulunuz. e) Frekans spektrumunda oluşacak frekans ve genlikleri çiziniz f) V=? (Modüleli işaretin matematiksel denklemini yazınız.) g) Bu işaretin frekans spektrumunda işgal ettiği bant genişliği nedir? BW=? h) Bu işaret empedansı 50 Ω olan bir anten ile ışıma yaptırılırsa ; Pc=? Payb=? Püyb=? Ptoplam=? ÇÖZÜM: a) b) 56

17 c) d) B = & / & ' = CD +D =D,F Modülasyon Yüzdesi (M) => M = m*100 = %50 e) Frekans spektrumu f) = 2π t = 2π t (Bilgi işareti) (Taşıyıcı işaret) v = (Vc + VmSin2πfmt) Sin2πfct (Modüleli işaret) 57

18 V = 2π t + 2 "#2π$( ) 2 "#2π$( + ) V = 20Sin2π300000t + 5Cos2π296800t - 5Cos2π303200t g) BW = 2fm = 2*3200 = 6400 Hz h) Ptoplam = Ptaşıyıcı + Püstyanbant + Paltyanbant = = = = ülmn>op>om = = >QMN>OP>OM = 2 = 4 = = 4 A = 0,5 4 4 = 0,25 A Ptoplam = 4 W + 0,25 W + 0,25 W = 4,5 W 2.2 Tek Yan Bant Modülasyon Klasik AM DSBFC iletişim sistemlerinin çok sayıda yapısal ve çok olumsuz dezavantajları vardır. Öncelikle, klasik AM sistemlerde iletilen gücün en az üçte ikisi taşıyıcıdır. Buna karşın, taşıyıcıda bilgi yoktur; bilgiyi, yan bantlar içerir. Üstelik, üst yan bantta içerilen bilgi, alt yan bantta içerilen bilgi ile özdeştir. Bu nedenle iki yan bantı birden iletmek fazladan yapılan bir iştir. Dolayısıyla klasik AM gerek güç gerekse bant genişliği açısından verimsizdir, oysa güç ve bant genişliği, elektronik iletişim sistemlerinin tasarımında, üzerinde en çok durulması gereken noktalardan ikisini oluşturur Tek Yan Bant Haberleşmesinin Özellikleri Saf bir sinüs bilgi işareti ile genlik modülasyonuna tabi tutulan taşıyıcı işarette üç farklı frekans bulunur. Bunlar: Taşıyıcı frekansında taşıyıcı sinyalin kendisi Taşıyıcı ve bilgi işaretlerinin frekanslarının farkı frekansında alt kenar bandı 58

19 Taşıyıcı ve bilgi işaretlerinin frekanslarının toplamı frekansında üst kenar bandı Toplam ve farklardan oluşan bu iki yeni frekans, yan frekanslardır. Yapılan deneyler göstermiştir ki bilgi işaretinin bir noktadan başka bir noktaya gönderilmesinde taşıyıcı ile bir yan frekans yok edilerek yalnız bir yan frekansın iletilmesi yeterli olmaktadır Tek Yan Bant Modülasyonunun Elde Edilmesi ve Güç Dağılımı Standart bir GM iletiminde bilginin tümü yan bantlarda olmasına rağmen, iletilen toplam güç taşıyıcı ve yan bant güçlerinin toplamına eşittir. Bu gücün yarısı veya daha fazlası taşıyıcıya aittir. Böylece gücün büyük bir kısmı iletim esnasında boşa harcanmaktadır. Bundan dolayı tek yan bant iletiminde taşıyıcı bastırılır veya yok edilir. Faydalı güç artırılır. Alt ve üst yan bantlar aynı bilgileri içerdiklerinden bunlardan birini daha yok etmek ve yalnız bir yan frekansı veya bandı iletmek de mümkündür (Şekil ). Böylece hem faydalı güç artırılmış olur hem de kullanılan bant genişliği azaltılmış olur. Tercih edilen bant üst kenar bandı ise USB (upper side band) alt kenar bandı ise LSB (lower side band) olarak gösterilir. Şekil Tek yan bant modülasyonunun elde edilmesi Modülasyon derinliği % 100 olan alçak bir GM işaretinde taşıyıcı 4 W ise yan bantların her birine birer W lık güç düşmektedir. İletilen toplam güç 6W olmasına rağmen, verici gücü olarak 4W lık bir verici şeklinde ifade edilir. SSB haberleşmesinde ise 1 W olarak 59

20 ifade edilir. Ancak SSB haberleşmesinde güç miktarı tepe zarf gücü olarak ifade edilir SSB (Tek Yan Bant Modülasyonu) Elde Etme Metodları SSB sinyali elde etmek için temelde dengeli modülatör devreleri kullanılır. Dengeli Halka Modülatörü, FET (Field Effect Transistor) li Push-Pull Dengeli Modülatör, Dengeli Köprü Modülatörü, Entegre Devreli Dengeli Modülatör devreleri SSB sinyali elde etmek için kullanılan modülatörlerdir. Aşağıda bunlardan SSB elde etmede kullanılan yöntemlerden biri olan iki filtre kullanılan bir SSB verici kısaca açıklanmaktadır İki filtre kullanan SSB Verici Genlik Modüleli sinyal elde edildikten sonra anahtarlama devresi ile alt yan bant ya da üst yan bant tan bir tanesi seçilir. Şekil İki filtre kullanan SSB verici Tek Yan Bant Çeşitleri Şekil Üst yan bandın seçilmesi Çok sayıda farklı yan bant iletişim sistemi vardır. Bu sistemlerden bazıları bant genişliği, bazıları gücü, bazıları ise hem bant genişliğini hem de gücü korur. Şekil , klasik AM sisteminin ve yaygın tek yan bant (SSB) sistemlerinden bazılarının frekans tayflarını ve nispi güç dağıtımlarını karşılaştırmaktadır. 60

21 Şekil Tek yanbant sistemleri: a) klasik DSBFC AM b) tam taşıyıcı tek yan bant c)bastırılmış taşıyıcı tek yanbant d)indirgenmiş taşıyıcı tek yan bant e)bağımsız yan bant f) artık yan bant 61

22 AM Tek Yanbant Tam Taşıyıcı AM tek yanbant tam taşıyıcı (SSBFC), taşıyıcının tam güçte iletildiği, ancak yanbantlardan birinin çıkarıldığı bir genlik modülasyonu biçimidir. Dolayısıyla, SSBFC iletimi, klasik AM yanbant genişliğinin yalnızca yarısı kadar bir bant genişliği gerektirir. SSBFC nin frekans tayfı ve nispi güç dağılımı Şekil b de gösterilmiştir. Şekil SSBFC Dalga biçimi, %100 modülasyon % 100 modülasyonda, taşıyıcı gücünün (P c ) toplam iletilen gücün (P t ) en az beşte dördünü ( % 80 ) oluşturduğuna ve toplam gücün yalnızca beşte birinin ( % 20 ) yan bantta bulunduğuna dikkat edin. Klasik AM de toplam gücün üçte ikisi ( % 67 ) taşıyıcıda ve üçte biri ( %33 ) yan bantlardadır. Dolayısıyla, SSSBFC daha az toplam güç (P1) gerektirse de, aslında sinyalin bilgi taşıyan kısmı (yani yan bant) için, toplam gücün daha az bir yüzdesini kullanmaktadır. Şekil , tek frekanslı modüle edici bir sinyal olduğunda %100 modüle edilmiş SSBFC dalganın zarfını göstermektedir. Klasik bir AM zarfta maksimum pozitif ve maksimum negatif tepeler, taşıyıcı ile iki yan frekans aynı zamanda tepe değerlerine ulaştığında meydana gelir ve zarftaki tepe de değişiklik, üst ve alt yan frekanslarının genliklerinin toplamına eşittir. Tek yanbant iletiminde taşıyıcıya eklenecek yalnızca tek bir (üst ya da alt) yan frekans vardır. Dolayısıyla, zarftaki pozitif ve negatif kenarlar, çift yanbant iletiminde demodüle edilmiş dalganın yalnızca yarı genliğine sahiptiler. Dolayısıyla, SSBFC ve DSBFC nin birbirlerine oranla avantajları ve dezavantajları vardır ve seçim yaparken bunları göz önünde bulundurmak gerekir.ssbfc, DSBFC den daha az bant genişliği gerektir; buna karşılık SSBFC nin ürettiği genlik modülasyonuna tabi tutulmuş sinyal, DSBFC nin ürettiği sinyale oranla daha zayıftır. Bant genişliğinin yarılandığında, toplam gürültü 3 62

23 db azalır. Ancak, bir yanbant çıkarıldığından, dalganın bilgi kısmındaki güç de yarılanır. Dolayısıyla, S/N aynıdır. SSBFC de zarfın tekrarlama hızı, modüle edici sinyalin frekansıdır. Bu nedenle SSBFC de bilgi, çift yanbant iletiminde olduğu gibi, modüle edilmiş zarfın şeklinde içerilir AM Tek-Yanbant Bastırılmış Taşıyıcı AM tek-yan bant bastırılmış taşıyıcı (SSBSC) taşıyıcının tamamıyla bastırıldığı ve yan bantlardan birinin çıkarıldığı bir genlik modülasyonu biçimidir. Bu nedenle, SSBC, klasik AM nin yarısı kadar bant genişliği ve klasik AM ye oranla çok daha az iletilen güç gerektirir. Şekil SSBSC Dalga biçimi SSBC nin frekans tayfı ve nispi güç dağılımı Şekil c de gösterilmiştir. Yanbant gücünün (P sb ) toplam iletilen gücün % 100 ünü oluşturduğu görülebilir. Şekil , tek frekanslı modüle edici bir sinyal olduğunda SSBSC dalga biçimini göstermektedir. Görülebileceği gibi, dalga biçimi bir zarf değil, tek bir frekanstır; bu frekans, USF bastırılmış ise taşıyıcı frekansı eksi modüle edici sinyal frekansına LSF bastırılmış ise taşıyıcı frekansı artı modüle edici sinyal frekansına eşittir; dalga biçimi, USF ya da LSF nin bastırılmasına bağlı olarak, taşıyıcı frekansı eksi veya taşıyıcı frekansı artı modüle edici sinyal frekansına eşit tek bir frekanstır AM Tek-Yanbant İndirgenmiş Taşıyıcı AM tek yan bant indirgenmiş taşıyıcı (SSBRC), bir yanbandın tamamıyla kaldırıldığı ve taşıyıcı geriliminin, modülasyonsuz genliğinin yaklaşık %10 una indirgendiği bir genlik modülasyonu biçimidir. Dolayısıyla iletilen yan bant, toplam iletilen gücün, % 86 sı gibi yüksek bir yüzdesine sahip olabilir. Genel olarak, modülasyon 63

24 sırasında taşıyıcı tamamıyla bastırılır, sonra indirgenmiş bir genlikte tekrar eklenir. Bu nedenle, SSBRC ye bazen tek yanbant eklemiş taşıyıcı da denir. SSBRC nin frekans tayfı ve nispi güç dağılımı Şekil d de gösterilmiştir. Şekil, yanbant gücünün toplam iletilen gücün yaklaşık %100 ünü oluşturduğunu göstermektedir. Şekil SSBRC Dalga biçimi a)taşıyıcı düzeyi yanbant düzeyine eşit; b)taşıyıcı düzeyi yanbant düzeyinden daha az Şekil a, taşıyıcı düzeyi yanbant düzeyine eşit olduğunda ve tek frekanslı modüle edici bir sinyal bulunduğunda iletilen dalga biçimini; Şekil b ise, taşıyıcı düzeyi yanbant düzeyine eşit olduğunda ve tek frekanslı modüle edici bir sinyal bulunduğunda iletilen dalga biçimini; Şekil b ise, taşıyıcı düzeyi yanbant düzeyinden daha az olduğunda ve tek frekanslı modüle edici bir sinyal bulunduğunda iletilen dalga biçimini göstermektedir. Zarfın tekrarlama hızının, modüle edici sinyal frekansına (Fa) eşit olduğuna dikkat edin. Bu sinyali, klasik tepe ya da zarf dedektörleri ile demodüle etmek için, taşıyıcı ayrılmalı, yükseltilmeli, daha sonra alıcıya tekrar eklenmelidir. Bu nedenle, bastırılmış taşıyıcı iletimine bazen yükseltilmiş taşıyıcı adı da verilir. 64

25 Çünkü taşıyıcı demodülasyondan önce alıcıda yükseltilir. Yükseltilmiş taşıyıcılı bir sistemde, taşıyıcı ayrıldıktan sonra, genliği yanbant sinyalinin genliğinden daha yüksek bir değere çıkaçak şekilde yükseltilebilmeliri. SSBRC, klasik AM bant genişliğinin yarısı kadar bir bant genişliği gerektirir; ayrıca SSBRC, taşıyıcı indirgenmiş bir düzeyde iletildiği için, gücü de korur AM Bağımsız Yanbant Am bağımsız yanbant (ISB), tek bir taşıyıcı frekansının iki bağımsız modüle edici sinyal tarafından ayrı ayrı modüle edildiği bir genlik modülasyonu biçimidir. Temel olarak ISB, vericinin iki tek yanbant bastırılmış taşıyıcı modülatörüne sahip olduğu bir çift yanbant iletimi biçimidir. Bir modülatör üst yanbandı, diğer modülatör ise alt yanbandı bertaraf eder. İki modülatörün tek yanbant çıkış sinyalleri, bir çift yanbant sinyali oluşturmak üzere birleşir; oluşan sinyalde iki yanbant, ortak bir taşıyıcı frekansının çevresinde simetrik olmaları dışında birbirlerinden tamamıyla bağımsızdırlar. Şekil ISB Dalga biçimi ISB iletimi, biri bastırılmış taşıyıcının üzerinde, diğeri ise bastırılmış taşıyıcının altında konumlandırılmış iki bağımsız yanbanttan oluşur. Demodülasyon süreci için, taşıyıcı genellikle indirgenmiş bir düzeyde tekrar eklenir. Şekil e, ISB nin frekans tayfını ve güç dağılımını; Şekil ise iki bağımsız tek frekanslı kaynak olduğunda, iletilen dalga biçimini, tekrarlama hızı modüle edici sinyal frekansının iki katına ( 2 Fa ) eşit olan çift yanbant bastırılmış taşıyıcı dalga biçimiyle özdeştir. İki bilgi kaynağı, 65

26 klasik AM DSBFC li tek bir kaynak için gerekli frekans tayfı içinde iletildiği için, ISB gerek iletilen gücü gerekse bant genişliğini korur. ISB, Amerika Birleşik Devletleri nde stereo AM iletimi için kullanılan tekniklerden biridir. Bir kanal (sol) alt yanbantta iletilir. Öteki kanal ise (sağ) üst yanbantta iletilir AM Artık Yanbant AM artık yanbnt (VSB), taşıyıcının tam güçte ve bir yanbandın tamamı, öteki yanbandın ise bir kısmı ile birlikte iletildiği bir genlik modülasyonu biçimidir. VSB, alçak frekanslı modüle edici sinyallerin çift yanbant iletildiği ve böylece %100 AM modülasyondan yararlandığı bir AM çift yanbant biçiminidir. Yüksek frekanslı modüle edici sinyaller, tek yanbant iletilir ve böylece yalnızca % 50 AM modülasyonu gerçekleştirebilirler. Dolayısıyla, alçak frekanslar demodülatörde vurgulanarak, yüksek frekanslara oranla daha büyük genlik sinyalleri üretirler. VSB nin frekans tayfı ve nispi güç dağılımı Şekil f de gösterilmiştir. Muhtemelen en çok bilinen VSB sistemi, ticari bir televizyon yayın sinyalin resim kısmıdır. Kısaca özetleyecek lorsak birkaç çeşit tek yan bant sistemi vardır. Bu sistemler ve özellikleri aşağıda belirtilmiştir: Vericide, taşıyıcı ve tek yan bant elenip alt veya üst yan bantlardan biri iletilir. Bu standart tek yan bant veya kısa olarak SSB (single side band) şeklinde bilinir. Amatör radyolarda çok kullanılır. Bu sistemle minimum güç ile işaret iletimi elde edilir. Diğer bir sistem ise bir yan bandın tamamen yok edilmesi ve taşıyıcının biraz zayıflatılması şeklindedir. Bastırılmış taşıyıcı alıcı tarafta otomatik kazanç kontrolü (AGC) için referans olarak kullanılır. Bu tip bilgi iletimi taşıyıcısı bastırılmış tek yan bant veya kısaca SSC şeklinde ifade edilir. Bastırılmış taşıyıcı, pilot taşıyıcı olarak da ifade edilir. Özellikle askerî haberleşmede tercih edilen diğer bir sistem ise yalnız taşıyıcı belli bir oranda bastırılır ve iki yan bant iletilir. Buna bağımsız yan bant iletimi (ISB) adı verilir. Diğer bir yan bant sistemi ise televizyonların resim işaretlerinin iletiminde kullanılan sistemdir. Burada, yan bantlardan birinin belli bir miktarı elenir. Taşıyıcı ve diğer yan 66

27 bant tamamen iletilir. Bu yan banda artık yan bant (VSB) denir. Yeni geliştirilmiş olan diğer bir sistem ise taşıyıcısı bastırılmış tek yan bant sistemine benzer. Ancak bu istemde, verici tarafta bilgi işaretinin genliği sıkıştırılır. Alıcı tarafta ise aynı oranda genişletilir Tek Yan Bant Haberleşmesinin Faydaları SSB nin en önemli faydası, kullanıldığı frekans bandının daha dar olmasıdır. Hâlbuki standart bir GM haberleşmesinde iki yan bant genişliğindeki bir frekans bandı kullanılmaktadır. Dolayısı ile tek yan bant sistemleri çok sayıda istasyonun bulunduğu bölgelerde tercih edilir. Tek yan bant sisteminde seçicilik problemi olmaz. Çünkü standart GM de olduğu gibi yan bantlar ile taşıyıcı arasındaki faz ilişkisi burada söz konusu değildir. SSB sisteminin bir diğer faydası, yayılan gücün büyük bir kısmının bilgi işaretine ait olmasıdır. Dolayısı ile daha düşük güçlerle çalışmak mümkündür. Güce bağlı olarak boyut ve ağırlıkların küçülmesi özellikle mobil haberleşme sistemlerinde çok büyük faydalar sağlamaktadır. SSB sistemlerinde bant genişliği azaldığı için gürültü de aynı oranda azalır. Seçicilik artması ve gücün azalması ile SSB sistemleri standart GM sistemlerine göre db lik bir avantaj sağlar. Yani aynı verimliliği elde etmek için GM sistemlerinde db lik daha fazla güç gerekmektedir. Güç olarak 10 W lık bir SSB işareti ile 100 W lık bir GM işareti aynı olmaktadır Tek Yan Bant İle Klasik AM nin Karşılaştırılması Bant genişliği koruması, tek yanbant iletiminin klasik çift yanbant AM ye oranla bariz bir avantajıdır. Yukarıda anlatılanlar ve Şekil deki frekans tayfları tek yanbandın, klasik AM bant genişliğinin yalnızca yarısı kadar bir bant genişliği gerektirdiğini ve tek yanbant iletiminin iletilen gücü koruduğunu göstermektedir. Ancak, belli bir alma sinyali gürültü oranı (S/N) elde etmek için gerekli iletilen güç, yanbant ve klasik AM sistemlerinin nispi performansı ile bu sistemlerde gereken gücü karşılaştırmak için uygun bir yoldur. Alma S/N oranı, alınan bir sinyalin anlaşılırlık derecisini belirler. 67

28 Tepe zarf gücü (PEP), modülasyon zarfının tepesinde oluşan rms güçtür. Klasik AM de, toplam iletilen PEP=1.5 birim için zarf, bir birim taşıyıcı güç ve yanbantların her birinde 0.25 birimlik güç içerir. PEP i 0.5 birim olan bir tek yanbant vericisi, alıcının çıkışında klasik bir AM sistemde 1.5 birimlik taşıyıcı artı yanbant gücünün oluşturduğunu S/N oranına eşit bir S/N oluşturur. Bir Başka deyişle, SSB ile, iletilen gücün yalnızca üçte birini kullanmak suretiyle aynı performans gerçekleştirlir. Tablo 2-1, tek frekanslı modüle edici bir sinyal oluştuğunda klasik AM ile tek yanbandı karşılaşmaktadır. Tabloda, ifade edilen güç koşulları için gerilim vektörleri gösterilmiştir. Görülebileceği gibi, klasik AM de, yanbantlardan her biri için 0.5 birimlik gerilim ve taşıyıcı için 1 birim olmak üzere toplam 2 PEV birim ( tepe zarf voltu ), tek yanbant içinse yalnızca 0.7 PEV gerekir. AM de ve yanbant iletiminde zarflar da gösterilmiştir; bu zarflar, daha önce özetlenen gerilim ve güç ilişkilerine karşılık gelirler. Klasik b ir AM alıcının çıkışındaki demodüle edilmiş sinyal, üst ve alt yanbant sinyallerinin karelerinin toplamı ile orantılıdır; bu da 1 PEV birime eşittir. Yanbant alışında, demodüle edilmiş sinyal (1)= 0.7 PEV dir. Eğer Klasik AM nin gürültü gerilimi keyfi olarak 0.1 V/kHz olarak seçilirse, yarı bant genişliği olan tek yanbant dalga biçiminin gürültü gerilimi 0.7 V/kHz olur. Dolayısıyla, tek yanbandın S/N performansı, klasik AM nin S/N performansına eşittir. 68

29 Tablo 2.1 Tek Yan Bant İle Klasik AM nin Karşılaştırılması 69