振幅 しんぷく 変調 へんちょう (しんぷくへんちょう、AM、英語 えいご : amplitude modulation ・アンプリチュード・モデュレーション)は、変調 へんちょう 方式 ほうしき の一 ひと つで、情報 じょうほう を搬送波 はんそうは の強弱 きょうじゃく で伝達 でんたつ する変調 へんちょう 方式 ほうしき である。
振幅 しんぷく 変調 へんちょう とは、通信 つうしん 変調 へんちょう 方式 ほうしき の一 ひと つで、主 しゅ として音声 おんせい 信号 しんごう からなる情報 じょうほう を、電波 でんぱ や光 ひかり の波 なみ の振幅 しんぷく を変化 へんか させることで伝達 でんたつ する。以下 いか の図 ず では、振幅 しんぷく 変調 へんちょう により変調 へんちょう された変調 へんちょう 波 は を、縦 たて 軸 じく を電圧 でんあつ 値 ち [V]、横 よこ 軸 じく を時間 じかん [Sec.]として、時間 じかん の関数 かんすう として説明 せつめい する。
上 うえ 図 ず では、音声 おんせい 信号 しんごう 等 とう の変調 へんちょう 周波数 しゅうはすう 帯 たい (20Hz へるつ 〜20kHz きろへるつ )に対 たい し、それを伝送 でんそう するための搬送波 はんそうは (キャリア、英語 えいご : carrier wave )の周波数 しゅうはすう として、相対 そうたい 的 てき にかなり高 たか い周波数 しゅうはすう 帯 たい (例 たと えば日本 にっぽん の中波 ちゅうは 放送 ほうそう では526.5kHz きろへるつ ~1606.5kHz きろへるつ )を使用 しよう するため、搬送波 はんそうは の波形 はけい の一部 いちぶ を拡大 かくだい して表現 ひょうげん した。
変調 へんちょう 波 は は、電圧 でんあつ 振幅 しんぷく 値 ち が正 せい の最大 さいだい 値 ち になると振幅 しんぷく 変調 へんちょう 波 は の振幅 しんぷく 電圧 でんあつ 値 ち が最大 さいだい になり、逆 ぎゃく に、同 どう 変調 へんちょう 波 は が負 まけ の最大 さいだい 値 ち になると振幅 しんぷく 電圧 でんあつ 値 ち が最小 さいしょう になる。詳細 しょうさい は理論 りろん の項 こう を参照 さんしょう 。ここでは、変調 へんちょう 波 は を信号 しんごう 波 は (送信 そうしん しようとしている原信 はらしん 号 ごう (音声 おんせい や音楽 おんがく 等 ひとし ))と読 よ み替 か えてよい。
振幅 しんぷく 変調 へんちょう のスペクトラム模 も 式 しき 図 ず
振幅 しんぷく 変調 へんちょう 波 は の周波数 しゅうはすう 成分 せいぶん は、正弦 せいげん 波 は による搬送波 はんそうは を中心 ちゅうしん にして、二 ふた つの対称 たいしょう な側 がわ 波 なみ 帯 たい (英語 えいご 版 ばん ) (LSB (Lower Side Band) とUSB (Upper Side Band))で構成 こうせい されており、振幅 しんぷく 変調 へんちょう の電波 でんぱ は、片側 かたがわ の側 がわ 波 なみ 帯 たい (LSBのみ、またはUSBのみ)だけを利用 りよう することも可能 かのう である。
それぞれ搬送波 はんそうは の信号 しんごう 電圧 でんあつ レベルにより、次 つぎ のように分類 ぶんるい することが出来 でき る。
全 ぜん 搬送波 はんそうは (With Carrier)
搬送波 はんそうは の信号 しんごう レベルをそのままで伝送 でんそう するもの。復調 ふくちょう には包絡 ほうらく 線 せん 検波 けんぱ が使 つか われることが多 おお い。
総務 そうむ 省令 しょうれい 電波 でんぱ 法 ほう 施行 しこう 規則 きそく 第 だい 2条 じょう 第 だい 1項 こう 第 だい 67号 ごう では、「両側 りょうがわ 波 なみ 帯 たい 用 よう の受信 じゅしん 機 き で受信 じゅしん 可能 かのう となるよう搬送波 はんそうは を一定 いってい のレベルで送出 そうしゅつ する電波 でんぱ 」と定義 ていぎ している。
低減 ていげん 搬送波 はんそうは (Reduced Carrier)
搬送波 はんそうは の信号 しんごう レベルをある程度 ていど まで落 お として伝送 でんそう するもの。
電波 でんぱ 法 ほう 施行 しこう 規則 きそく 第 だい 2条 じょう 第 だい 1項 こう 第 だい 66号 ごう では、「受信 じゅしん 側 がわ において局部 きょくぶ 周波数 しゅうはすう の制御 せいぎょ 等 とう に利用 りよう するため一定 いってい のレベルまで搬送波 はんそうは を低減 ていげん して送出 そうしゅつ する電波 でんぱ 」と定義 ていぎ している。
抑圧 よくあつ 搬送波 はんそうは (Suppressed Carrier)
搬送波 はんそうは を全 まった く伝送 でんそう しないもの。全 ぜん 搬送波 はんそうは よりも小 ちい さい送信 そうしん 電力 でんりょく で同 おな じ伝送 でんそう 特性 とくせい が得 え られる。
電波 でんぱ 法 ほう 施行 しこう 規則 きそく 第 だい 2条 じょう 第 だい 1項 こう 第 だい 65号 ごう では、「受信 じゅしん 側 がわ において利用 りよう しないため搬送波 はんそうは を抑圧 よくあつ して送出 そうしゅつ する電波 でんぱ 」と定義 ていぎ している。
これらの変調 へんちょう 方式 ほうしき の電波 でんぱ 型式 けいしき コード の第 だい 1文字 もじ 目 め は、両側 りょうがわ 波 は を用 もち いるものは搬送波 はんそうは の電圧 でんあつ レベルによらずすべて"A"、上側 うわがわ 波 なみ または下 した 側 がわ 波 は のいずれか(単 たん 側 がわ 波 は )を用 もち いるものは全 ぜん 搬送波 はんそうは であれば"H"、低減 ていげん 搬送波 はんそうは であれば"R"、抑圧 よくあつ 搬送波 はんそうは であれば"J"となる。
単 たん に AM または DSB と言 い えば DSB-WC を指 さ し、SSB と言 い えば SSB-SC を指 さ すのが普通 ふつう である[ 1] 。
以下 いか 、主要 しゅよう な方式 ほうしき について述 の べる。
コレクタ変調 へんちょう の原理 げんり
全 ぜん 搬送波 はんそうは 両側 りょうがわ 波 なみ 帯 たい (単 たん にAM、またはDSB-WC、double sideband with carrier)とは中波 ちゅうは 放送 ほうそう 、短波 たんぱ 放送 ほうそう や航空 こうくう 無線 むせん に用 もち いられる方式 ほうしき である。
振幅 しんぷく 変調 へんちょう 方式 ほうしき には、送信 そうしん 機 き 回路 かいろ 構成 こうせい 上 じょう 、音声 おんせい 信号 しんごう を電力 でんりょく 増幅 ぞうふく して終 おわり 段 だん 送信 そうしん デバイス(真空 しんくう 管 かん 、トランジスタ、またはFET)へ電圧 でんあつ 振幅 しんぷく を与 あた える大 だい 電力 でんりょく 変調 へんちょう と、送信 そうしん 機 き 初段 しょだん デバイスに音声 おんせい 信号 しんごう の振幅 しんぷく 変調 へんちょう をかけた後 のち 、リニア増幅器 ぞうふくき にて必要 ひつよう な送信 そうしん 出力 しゅつりょく を得 え る低 てい 電力 でんりょく 変調 へんちょう がある。
真空 しんくう 管 かん 回路 かいろ では、最終 さいしゅう 段 だん の真空 しんくう 管 かん 高周波 こうしゅうは アンプに電力 でんりょく 増幅 ぞうふく した音声 おんせい 信号 しんごう の振幅 しんぷく 電圧 でんあつ を与 あた えるハイジング変調 へんちょう 方式 ほうしき 、プレート変調 へんちょう 方式 ほうしき が使 つか われる。これらの方式 ほうしき は、終 おわり 段 だん 電力 でんりょく 増幅 ぞうふく 真空 しんくう 管 かん のプレート電圧 でんあつ を、変調 へんちょう トランスを介 かい して電力 でんりょく 増幅 ぞうふく した音声 おんせい 低 てい 周波 しゅうは 信号 しんごう で変化 へんか させて変調 へんちょう し、高 こう 品質 ひんしつ な振幅 しんぷく 変調 へんちょう 波 は を得 え ることが比較的 ひかくてき 容易 ようい である。トランジスタ回路 かいろ では、コレクタ変調 へんちょう 方式 ほうしき があり、終 おわり 段 だん 電力 でんりょく 増幅 ぞうふく トランジスタのコレクタ電圧 でんあつ を、変調 へんちょう トランスを介 かい して電力 でんりょく 増幅 ぞうふく した音声 おんせい 低 てい 周波 しゅうは 信号 しんごう で変化 へんか させて変調 へんちょう する。この方式 ほうしき では高周波 こうしゅうは 最終 さいしゅう 増幅 ぞうふく 段 だん の電力 でんりょく 増幅 ぞうふく トランジスタへ変調 へんちょう をかけるため、大 おお きな電力 でんりょく を必要 ひつよう とし、大 だい 電力 でんりょく で高 こう 品位 ひんい の変調 へんちょう をかけることが電気 でんき 回路 かいろ 方式 ほうしき 上 じょう 困難 こんなん になる。低 てい 電力 でんりょく 変調 へんちょう にはベース変調 へんちょう や二 に 重 じゅう 平衡 へいこう 変調 へんちょう 器 き (DBM、double balanced mixer)を利用 りよう したリング変調 へんちょう 方式 ほうしき がある。ベース変調 へんちょう では、トランジスタのベースバイアス電圧 でんあつ 点 てん へ低 てい 周波 しゅうは 電圧 でんあつ 信号 しんごう を入力 にゅうりょく させて変調 へんちょう をかける。二 に 重 じゅう 平衡 へいこう 変調 へんちょう 器 き (DBM) は通常 つうじょう DSB-SC を出力 しゅつりょく するが、音声 おんせい 信号 しんごう を入力 にゅうりょく する端子 たんし に直流 ちょくりゅう 電流 でんりゅう を重畳 ちょうじょう させると出力 しゅつりょく に搬送波 はんそうは を出力 しゅつりょく させる。振幅 しんぷく 変調 へんちょう の原理 げんり は、音声 おんせい 低 てい 周波 しゅうは (ベースバンド)信号 しんごう を増幅 ぞうふく して直流 ちょくりゅう 電圧 でんあつ 源 げん の電圧 でんあつ 振幅 しんぷく を変化 へんか させ、搬送波 はんそうは を増幅 ぞうふく しているトランジスタのコレクタ電圧 でんあつ を変化 へんか させると、搬送波 はんそうは に低 てい 周波 しゅうは 信号 しんごう の振幅 しんぷく 電圧 でんあつ 変化 へんか が重畳 ちょうじょう され、振幅 しんぷく 変調 へんちょう 波 は が得 え られるという仕組 しく みである。ダイオード DBM (ダイオードによる二 に 重 じゅう 平衡 へいこう 変調 へんちょう 器 き )は、送信 そうしん 機 き 初段 しょだん で振幅 しんぷく 変調 へんちょう を行 おこな い、その振幅 しんぷく 変調 へんちょう 信号 しんごう 波 は をリニア増幅 ぞうふく して必要 ひつよう な高周波 こうしゅうは 電力 でんりょく を得 え るので実現 じつげん が容易 ようい になっている[ 2] 。
抑圧 よくあつ 搬送波 はんそうは 両側 りょうがわ 波 なみ 帯 たい [ 編集 へんしゅう ]
DSB-SC
平衡 へいこう 変調 へんちょう の原理 げんり
抑圧 よくあつ 搬送波 はんそうは 両側 りょうがわ 波 なみ 帯 たい (DSB、double sideband)両側 りょうがわ 波 なみ 帯 たい で同 おな じ情報 じょうほう を伝送 でんそう するもの。AM放送 ほうそう では搬送波 はんそうは の信号 しんごう レベルをそのまま伝送 でんそう するが、DSBでは搬送波 はんそうは をキャンセルし、両側 りょうがわ 波 なみ 帯 たい のみを伝送 でんそう する。抑圧 よくあつ 搬送波 はんそうは と呼 よ ばれる。
なお、正確 せいかく にはDSB-SC(DSB with suppressed carrier)と呼 よ ぶべきであるが、日本 にっぽん では単 たん にDSBと省略 しょうりゃく して呼 よ ぶ慣習 かんしゅう がある。全 ぜん 搬送波 はんそうは 両側 りょうがわ 波 なみ 帯 たい (単 たん にAMと呼 よ ばれることが多 おお い)をDSBと呼 よ ぶこともあるため、注意 ちゅうい が必要 ひつよう である。例 たと えば、総務 そうむ 省 しょう の文書 ぶんしょ に見 み られる「海上 かいじょう 用 よう DSB」と呼 よ ばれる無線 むせん 設備 せつび は全 ぜん 搬送波 はんそうは 両側 りょうがわ 波 なみ 帯 たい である。
変調 へんちょう には平衡 へいこう 変調 へんちょう 器 き が用 もち いられる。DSB (DSB-SC) の場合 ばあい は両側 りょうがわ 波 なみ 帯 たい が存在 そんざい するが、SSBの受信 じゅしん 機 き で受信 じゅしん 可能 かのう で、送信 そうしん 機 き がSSBよりも簡単 かんたん なことからSSBの代用 だいよう として用 もち いられることもある。しかし、電波 でんぱ 法 ほう 令 れい 上 うえ は両側 りょうがわ 波 なみ 帯 たい については全 ぜん 搬送波 はんそうは ・抑圧 よくあつ 搬送波 はんそうは を区別 くべつ しない(電波 でんぱ 型式 けいしき の表記 ひょうき 法 ほう を参照 さんしょう )ので、送信 そうしん 電力 でんりょく 上 じょう で不利 ふり な扱 あつか いを受 う ける。FMステレオ放送 ほうそう の副 ふく 信号 しんごう がこの形式 けいしき である。
抑圧 よくあつ 搬送波 はんそうは 単 たん 側 がわ 波 なみ 帯 たい [ 編集 へんしゅう ]
SSB (USB ) のスペクトラム模 も 式 しき 図 ず
SSB (LSB ) のスペクトラム模 も 式 しき 図 ず
抑圧 よくあつ 搬送波 はんそうは 単 たん 側 がわ 波 なみ 帯 たい (SSB、single sideband)とは情報 じょうほう を片側 かたがわ の側 がわ 波 なみ 帯 たい のみで伝送 でんそう するもの。短波 たんぱ の業務 ぎょうむ 無線 むせん やアマチュア無線 むせん などで利用 りよう される。搬送波 はんそうは よりも上 うえ の周波数 しゅうはすう の側 がわ 波 なみ 帯 たい をUSB (Upper Side Band )、下 した を使 つか うものをLSB (Lower Side Band ) という。アマチュア無線 むせん を除 のぞ いては、原則 げんそく としてUSBを使用 しよう する。アマチュア無線 むせん 局 きょく では、7MHz帯 たい 以下 いか ではLSB、10MHz帯 たい 以上 いじょう ではUSBを使 つか う慣習 かんしゅう になっている。取 と り違 ちが えても法令 ほうれい 違反 いはん ではないが交信 こうしん 相手 あいて がいない。
変調 へんちょう には二 に 重 じゅう 平衡 へいこう 変調 へんちょう 器 き 等 ひとし が用 もち いられる。これは、周波数 しゅうはすう 変換 へんかん 器 き に使 つか われる回路 かいろ と同 おな じである。二 に 重 じゅう 平衡 へいこう 変調 へんちょう 器 き には、入力 にゅうりょく 用 よう のポートが2つあり、出力 しゅつりょく 用 よう のポートが1つある。入力 にゅうりょく 用 よう のポート1に搬送波 はんそうは を、ポート2に音声 おんせい 信号 しんごう を入力 にゅうりょく すると、出力 しゅつりょく 用 よう のポートから、抑圧 よくあつ 搬送波 はんそうは 両側 りょうがわ 波 なみ 帯 たい (DSB-SC) で変調 へんちょう された信号 しんごう が出力 しゅつりょく される。これは搬送波 はんそうは を含 ふく まず、LSBおよびUSBの両側 りょうがわ 波 なみ 帯 たい のみが含 ふく まれた信号 しんごう である。これを、クリスタル・フィルタ等 とう の急峻 きゅうしゅん な特性 とくせい を持 も つフィルタに入力 にゅうりょく し、USBまたはLSBの希望 きぼう の側 がわ 波 なみ 帯 たい を得 え ると、SSBで変調 へんちょう された信号 しんごう が得 え られる。これを希望 きぼう の出力 しゅつりょく まで増幅 ぞうふく すれば SSB送信 そうしん 機 き ができる。また、クリスタルフィルタを必要 ひつよう としないPSN (Phase Shift Network) 変調 へんちょう 方式 ほうしき がある。近年 きんねん ではPSN変調 へんちょう 方式 ほうしき を、マイクロコンピュータのソフトウェアによりアナログ信号 しんごう をデジタル信号 しんごう 処理 しょり する数値 すうち 演算 えんざん 変調 へんちょう 方式 ほうしき が使 つか われている[ 注釈 ちゅうしゃく 1] 。
SSBは、搬送波 はんそうは 増幅 ぞうふく の電力 でんりょく を使用 しよう としないため、AMより省 しょう 電力 でんりょく でエネルギー効率 こうりつ が良 よ い。また、同 おな じ距離 きょり までの通信 つうしん であればはるかに少 すく ない電力 でんりょく の送信 そうしん 機 き で済 す み、また選択 せんたく 性 せい フェージングの影響 えいきょう を受 う けにくく、同時 どうじ に占有 せんゆう 周波数 しゅうはすう 帯域 たいいき が狭 せま くて済 す む。なお、側 がわ 波 なみ 帯 たい だけに着目 ちゃくもく すれば、AMもSSBも同 おな じものであるため、隣接 りんせつ 大 だい 出力 しゅつりょく 局 きょく の混信 こんしん を避 さ けるために、SSB受信 じゅしん 機 き で混信 こんしん がないほうの側 がわ 波 なみ 帯 たい だけを受信 じゅしん し、AMの混信 こんしん を避 さ けることが可能 かのう であり、AM放送 ほうそう の受信 じゅしん テクニックとして使 つか われている。
一方 いっぽう 、SSBの音声 おんせい 通信 つうしん は搬送波 はんそうは (キャリア)が無 な いために、受信 じゅしん 機 き での周波数 しゅうはすう 同調 どうちょう 操作 そうさ がやや難 むずか しくなる。また、良好 りょうこう な音調 おんちょう を得 え るためには受信 じゅしん 周波数 しゅうはすう を数 すう 10Hz へるつ の単位 たんい で微妙 びみょう な同調 どうちょう を調整 ちょうせい しなければならない。SSBは受信 じゅしん 周波数 しゅうはすう の同調 どうちょう 点 てん がずれると、音楽 おんがく を受信 じゅしん する時 とき などに顕著 けんちょ に音調 おんちょう がおかしいように聞 き こえる。これは送信 そうしん されたSSB電波 でんぱ に受信 じゅしん 機 き の同調 どうちょう がずれていると復調 ふくちょう 音 おん の周波数 しゅうはすう がずれるために起 お こる。受信 じゅしん 周波数 しゅうはすう を正確 せいかく に合 あ わせる操作 そうさ をゼロインと呼 よ ぶ。
SSBでは、占有 せんゆう 周波数 しゅうはすう 帯域 たいいき が狭 せま いという利点 りてん を生 い かすため、伝送 でんそう 帯域 たいいき を狭 せま く設定 せってい している。
数 かず MHzの中間 ちゅうかん 周波数 しゅうはすう において、数 すう 100Hz へるつ 離 はな れた側 がわ 波 なみ 帯 たい の片側 かたがわ だけを消去 しょうきょ するような特性 とくせい が非常 ひじょう にシビアなフィルタ回路 かいろ が要求 ようきゅう されるため、振幅 しんぷく や位相 いそう などについて良好 りょうこう な特性 とくせい を持 も つフィルタ回路 かいろ を作 つく ることが困難 こんなん である[ 注釈 ちゅうしゃく 2] 。
抑圧 よくあつ 搬送波 はんそうは には搬送波 はんそうは の情報 じょうほう が含 ふく まれていないので、送信 そうしん 信号 しんごう と等 ひと しいスペクトル を持 も つ受信 じゅしん 信号 しんごう を得 え ることは困難 こんなん である。最終 さいしゅう 的 てき には、原音 げんおん と同 おな じ音質 おんしつ になるよう、人間 にんげん の聴感で周波数 しゅうはすう を合 あ わせることになる。
SSB受信 じゅしん 時 じ の受信 じゅしん 信号 しんごう 強度 きょうど の変化 へんか を補正 ほせい するにはAGC(自動 じどう 利得 りとく 制御 せいぎょ )を使 つか うが、搬送波 はんそうは が無 な いためAGCの基準 きじゅん になるものは、例 たと えば音声 おんせい 通信 つうしん の場合 ばあい は、音声 おんせい のエンベロープを基準 きじゅん にAGCが動作 どうさ する。そのため、大 おお きな声 こえ も小 ちい さな声 こえ も同 おな じ大 おお きさの声 こえ になるほか、無音 むおん 時 じ は受信 じゅしん ゲインが最大 さいだい となり、耳障 みみざわ りな雑音 ざつおん が出力 しゅつりょく される[ 注釈 ちゅうしゃく 3] 。
変調 へんちょう に使 つか う搬送波 はんそうは と復調 ふくちょう に使 つか う搬送波 はんそうは が異 こと なるため、搬送波 はんそうは のC/Nが悪 わる いと(残留 ざんりゅう FM成分 せいぶん が多 おお いと)瞬時 しゅんじ 的 てき に搬送 はんそう 周波数 しゅうはすう が変動 へんどう することとなり、復調 ふくちょう 音声 おんせい の品質 ひんしつ が損 そこ なわれる[ 注釈 ちゅうしゃく 4] 。
SSBは、FMのようにチャネルで区切 くぎ って隣接 りんせつ チャネルとの間 あいだ に十分 じゅうぶん なガードバンドを設 もう けて使 つか うということをしないため、隣接 りんせつ した周波数 しゅうはすう で行 おこな われる通信 つうしん が雑音 ざつおん となって可聴 かちょう 周波数 しゅうはすう に落 お ち込 こ んできて、耳障 みみざわ りとなる[ 注釈 ちゅうしゃく 5] 。
残留 ざんりゅう 側 がわ 波 なみ 帯 たい (VSB、vestigial sideband)とは帯域 たいいき 幅 はば を節約 せつやく するため片方 かたがた の側 がわ 波 なみ 帯 たい だけにしたいが、ほぼ直流 ちょくりゅう の成分 せいぶん (搬送波 はんそうは の周波数 しゅうはすう の直近 ちょっきん となる)まで送信 そうしん する必要 ひつよう があるため、現実 げんじつ 的 てき なフィルタの性能 せいのう から、反対 はんたい 側 がわ の側 がわ 波 なみ 帯 たい の一部 いちぶ まで送信 そうしん する方式 ほうしき 。アナログテレビジョン放送 ほうそう の映像 えいぞう 信号 しんごう の伝送 でんそう に用 もち いられる。
カーン方式 ほうしき は、USB、LSBそれぞれの側 がわ 波 なみ 帯 たい を左右 さゆう の音声 おんせい 信号 しんごう とするもので、independent sideband (ISB) ともいう。日本 にっぽん とアメリカ合衆国 あめりかがっしゅうこく では標準 ひょうじゅん としての採用 さいよう は無 な かった。
モトローラ方式 ほうしき は、和信 かずのぶ 号 ごう により搬送波 はんそうは を平衡 へいこう 変調 へんちょう した信号 しんごう と、差 さ 信号 しんごう に25Hz へるつ のパイロット信号 しんごう を加 くわ えた信号 しんごう で直交 ちょっこう する搬送波 はんそうは を平衡 へいこう 変調 へんちょう した信号 しんごう とを合成 ごうせい し、振幅 しんぷく 制限 せいげん したものを搬送波 はんそうは として、和 かず 信号 しんごう で振幅 しんぷく 変調 へんちょう する。通常 つうじょう のAMラジオ波 は としての問題 もんだい が少 すく ないことから Compatible Quadrature Amplitude Modulation (C-QUAM) という名称 めいしょう がある(QAM の記事 きじ も参照 さんしょう )。日本 にっぽん とアメリカ合衆国 あめりかがっしゅうこく で以前 いぜん に中波 ちゅうは AMラジオ放送 ほうそう のステレオ化 か がされた際 さい 、標準 ひょうじゅん 方式 ほうしき として採用 さいよう された。
ハリス方式 ほうしき (VCPM)
マグナボックス方式 ほうしき (AM-PM) - アメリカ合衆国 あめりかがっしゅうこく で一 いち 度 ど 、標準 ひょうじゅん 方式 ほうしき に仮 かり 決定 けってい されたが、他 た 方式 ほうしき も認可 にんか され、結局 けっきょく は市場 いちば 淘汰 とうた された。
ベラー方式 ほうしき (AM-FM)
振幅 しんぷく 変調 へんちょう によるラジオ放送 ほうそう は、主 おも に中波 ちゅうは および短波 たんぱ でおこなわれている。ロシア やヨーロッパ の一部 いちぶ 地域 ちいき では長波 ちょうは でも行 おこな われている。
航空 こうくう 無線 むせん では、超 ちょう 短波 たんぱ でも振幅 しんぷく 変調 へんちょう を利用 りよう している。これは、周波数 しゅうはすう 変調 へんちょう では混信 こんしん の際 さい に弱 よわ い側 がわ がかき消 け されてしまう性質 せいしつ が極 きわ めて強 つよ いのに対 たい し、振幅 しんぷく 変調 へんちょう ではそのまま混信 こんしん となることが、むしろ航空 こうくう 無線 むせん では利点 りてん だからである。アマチュア無線 むせん では、周波数 しゅうはすう 帯域 たいいき 幅 はば の節約 せつやく のため、もっぱらSSBが使 つか われているが、バンドプランに余裕 よゆう のある50MHz帯 たい (6mバンド)などAMも生 い き残 のこ っている。
無線 むせん の他 ほか 、有線 ゆうせん 電気 でんき 通信 つうしん において「搬送 はんそう 」などと呼 よ ばれた初期 しょき の多重 たじゅう 化 か の方式 ほうしき もAMによるごく単純 たんじゅん なFDMA であった。1960年代 ねんだい に開始 かいし された(主 おも に国際 こくさい 電話 でんわ の)海底 かいてい ケーブル による大陸 たいりく 間 あいだ 通信 つうしん の頃 ころ でもAMは用 もち いられており、キャリア周波数 しゅうはすう を変 か えて変調 へんちょう を掛 か けることで、128chの通信 つうしん を1本 ほん の海底 かいてい ケーブルに収容 しゅうよう した。
無線 むせん 電信 でんしん で多 おお く使 つか われるのは、いわゆる電波 でんぱ 型式 けいしき のA1である、単 たん なるオン・オフによる搬送波 はんそうは の断続 だんぞく であるが、技術 ぎじゅつ 的 てき 観点 かんてん などからはこれを振幅 しんぷく 0%と振幅 しんぷく 100%の振幅 しんぷく 変調 へんちょう であるとみなすこともある(デジタル変調 へんちょう #振幅 しんぷく 偏 へん 移 うつり 変調 へんちょう も参照 さんしょう )[ 注釈 ちゅうしゃく 6] 。振幅 しんぷく 変調 へんちょう によって可聴 かちょう 域 いき で電信 でんしん を行 おこな う場合 ばあい のA2という分類 ぶんるい もある(ただし、A2Aによる「可聴 かちょう 変調 へんちょう 波 は を使用 しよう するモールス符号 ふごう 電信 でんしん 」には、アマチュア無線 むせん ではA1と同様 どうよう に第 だい 三 さん 級 きゅう 以上 いじょう が必要 ひつよう )。
振幅 しんぷく 変調 へんちょう 波 は は電気 でんき 信号 しんごう として、次 つぎ のように搬送波 はんそうは 、変調 へんちょう 波 は を、時間 じかん と電圧 でんあつ に関 かん する三角 さんかく 関数 かんすう の合成 ごうせい 式 しき で表現 ひょうげん できる[ 3] [ 4] 。
搬送波 はんそうは 電圧 でんあつ
v
c
{\displaystyle v_{\mathrm {c} }}
は、振幅 しんぷく を
V
c
{\displaystyle V_{\mathrm {c} }}
、搬送波 はんそうは 角 かく 周波数 しゅうはすう を
ω おめが
c
(
=
2
π ぱい
f
c
)
{\displaystyle \omega _{\mathrm {c} }(=2\pi f_{\mathrm {c} })}
とすると、
v
c
=
V
c
cos
ω おめが
c
t
{\displaystyle v_{\mathrm {c} }=V_{\mathrm {c} }\cos \omega _{\mathrm {c} }t}
同様 どうよう に、信号 しんごう 波 は 電圧 でんあつ
v
s
{\displaystyle v_{\mathrm {s} }}
は、振幅 しんぷく を
V
s
{\displaystyle V_{\mathrm {s} }}
、信号 しんごう 波 なみ 角 かく 周波数 しゅうはすう を
ω おめが
s
(
=
2
π ぱい
f
s
)
{\displaystyle \omega _{\mathrm {s} }(=2\pi f_{\mathrm {s} })}
とすると、
v
s
=
V
s
cos
ω おめが
s
t
{\displaystyle v_{\mathrm {s} }=V_{\mathrm {s} }\cos \omega _{\mathrm {s} }t}
と表 あらわ せる。このとき、変調 へんちょう された搬送波 はんそうは 振幅 しんぷく
V
m
{\displaystyle V_{\mathrm {m} }}
は、
V
m
=
V
c
+
V
s
cos
ω おめが
s
t
{\displaystyle V_{\mathrm {m} }=V_{\mathrm {c} }+V_{\mathrm {s} }\cos \omega _{\mathrm {s} }t}
となり、変調 へんちょう 波 は
v
m
{\displaystyle v_{\mathrm {m} }}
は、
v
m
=
V
m
cos
ω おめが
c
t
=
(
V
c
+
V
s
cos
ω おめが
s
t
)
cos
ω おめが
c
t
=
V
c
(
1
+
m
cos
ω おめが
s
t
)
cos
ω おめが
c
t
=
V
c
cos
ω おめが
c
t
+
m
V
c
cos
ω おめが
s
t
cos
ω おめが
c
t
=
V
c
cos
ω おめが
c
t
+
m
V
c
2
[
cos
(
ω おめが
c
+
ω おめが
s
)
t
+
cos
(
ω おめが
c
−
ω おめが
s
)
t
]
{\displaystyle {\begin{aligned}v_{\mathrm {m} }&=V_{\mathrm {m} }\cos \omega _{\mathrm {c} }t\\&=(V_{\mathrm {c} }+V_{\mathrm {s} }\cos \omega _{\mathrm {s} }t)\cos \omega _{\mathrm {c} }t\\&=V_{\mathrm {c} }(1+m\cos \omega _{\mathrm {s} }t)\cos \omega _{\mathrm {c} }t\\&=V_{\mathrm {c} }\cos \omega _{\mathrm {c} }t+mV_{\mathrm {c} }\cos \omega _{\mathrm {s} }t\cos \omega _{\mathrm {c} }t\\&=V_{\mathrm {c} }\cos \omega _{\mathrm {c} }t+{\frac {mV_{\mathrm {c} }}{2}}[\cos(\omega _{\mathrm {c} }+\omega _{\mathrm {s} })t+\cos(\omega _{\mathrm {c} }-\omega _{\mathrm {s} })t]\end{aligned}}}
この式 しき において、
m
=
V
s
/
V
c
{\displaystyle m=V_{\mathrm {s} }/V_{\mathrm {c} }}
は変調 へんちょう 度 ど といい、信号 しんごう 波 は と搬送波 はんそうは の振幅 しんぷく の比 ひ と定義 ていぎ する値 ね である。また、
ω おめが
c
+
ω おめが
s
{\displaystyle \omega _{\mathrm {c} }+\omega _{\mathrm {s} }}
を上側 うわがわ 波 は 、
ω おめが
c
−
ω おめが
s
{\displaystyle \omega _{\mathrm {c} }-\omega _{\mathrm {s} }}
を下 した 側 がわ 波 は という(変調 へんちょう 波 は が複数 ふくすう の周波数 しゅうはすう を含 ふく む場合 ばあい はそれぞれ上側 うわがわ 波 なみ 帯 たい (USB)、下 した 側 がわ 波 なみ 帯 たい (LSB) という)。
変調 へんちょう 度 ど の値 ね が大 おお きいほど信号 しんごう 波 は の振幅 しんぷく が大 おお きくなり了解 りょうかい 度 ど の良 よ い変調 へんちょう 具合 ぐあい になる。ただし100%を超 こ える状態 じょうたい を過 か 変調 へんちょう といい、復調 ふくちょう 信号 しんごう の波形 はけい が歪 ゆが み、また実装 じっそう 上 じょう は不要 ふよう 波 は を発生 はっせい して他 た の通信 つうしん に妨害 ぼうがい を与 あた えるので、放送 ほうそう では変調 へんちょう 度 ど の最大 さいだい 値 ち が厳 きび しく規定 きてい されている。
占有 せんゆう 帯域 たいいき 幅 はば は、次 つぎ の式 しき で表 あらわ される。
両側 りょうがわ 波 なみ 帯 たい (DSB)
B
W
=
(
f
c
+
f
s
)
−
(
f
c
−
f
s
)
=
2
f
s
{\displaystyle BW=(f_{\mathrm {c} }+f_{\mathrm {s} })-(f_{\mathrm {c} }-f_{\mathrm {s} })=2f_{\mathrm {s} }\,}
単 たん 側 がわ 波 なみ 帯 たい (SSB)
B
W
=
f
s
{\displaystyle BW=f_{\mathrm {s} }\,}
B
W
{\displaystyle BW}
:占有 せんゆう 帯域 たいいき 幅 はば
^ 現在 げんざい 、Software Defined Radioとして広 ひろ く使 つか われている。
^ 現代 げんだい では中間 ちゅうかん 周波数 しゅうはすう 増幅器 ぞうふくき を使用 しよう しないダイレクトコンバージョン方式 ほうしき へ回路 かいろ 構成 こうせい が変化 へんか してきている。また従来 じゅうらい は実現 じつげん が困難 こんなん であった高性能 こうせいのう フィルタも、マイコンとソフトウェアによる信号 しんごう 処理 しょり (FIR,IIRフィルタ)で再現 さいげん 性 せい よく実現 じつげん されている。
^ 現代 げんだい では微小 びしょう な受信 じゅしん 信号 しんごう から大変 たいへん 強 つよ い電界 でんかい 強度 きょうど の受信 じゅしん でも歪 ゆが みを起 お こさないダイナミックレンジが非常 ひじょう に広 ひろ い受信 じゅしん 機 き が実現 じつげん されており、さらに信号 しんごう 処理 しょり によるノイズ除去 じょきょ 処理 しょり 、SSBでのスケルチ動作 どうさ も可能 かのう になっている。
^ 現代 げんだい ではデバイス技術 ぎじゅつ の進歩 しんぽ により、高 こう 品位 ひんい C/Nで周波数 しゅうはすう が極 きわ めて安定 あんてい した発信 はっしん 器 き が実現 じつげん されているため、この問題 もんだい は解決 かいけつ されている。
^ SSB運用 うんよう はアマチュア無線 むせん では7MHz帯 たい が最 もっと も運用 うんよう 者 しゃ が多 おお く混信 こんしん が多 おお い時代 じだい もあったが、現在 げんざい ではそうした混信 こんしん は少 すく ない。
^ 無限 むげん 長 ちょう の無 む 変調 へんちょう 波 は (N0)以外 いがい では、単 たん なる断続 だんぞく であってもスペクトルとしては搬送波 はんそうは 以外 いがい の帯域 たいいき の信号 しんごう も厳密 げんみつ には発生 はっせい するといったこともあり、規定 きてい ではA1も「両側 りょうがわ 波 なみ 帯 たい あり」という分類 ぶんるい になる。