振幅変調 Am

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振幅変調 （しんぷくへんちょう） ( AM ; Amplitude Modulation ) は、 変調方式の一つで、 情報を搬送波の強弱で伝達する変調方式である。 Amplitude modulation (amplitude modulation) (AM; Amplitude Modulation) is, in one of the system modulation, the intensity modulation of the carrier to convey information.

主に中波や短波などによるAMラジオ放送や、航空無線などに使用される他に、アナログテレビ放送における映像信号部の変調にも用いられる。 And by shortwave and medium wave mainly broadcasting and AM radio, and other aircraft radio used to be used in the video signal to the modulation of the analog TV broadcasting.

[ 編集 ] 振幅変調の概念 The concept of amplitude modulation

振幅変調を横軸時間とした説明図で表す。 The figure represents the horizontal axis describes the time and amplitude modulation.

なお、変調波に比べ、搬送波（carrier wave、キャリア）の周波数が高いため搬送波の波形は一部拡大して示した。 However, compared to the wave modulation, the carrier (carrier wave, carrier) because of the high frequency carrier waveform and showed some increase. 変調波の振幅の正の最大値において振幅変調波の振幅が最大に、負の最大値において振幅が最小になる。 The maximum amplitude of the wave in the maximum positive amplitude modulation amplitude modulation, to minimize the maximum amplitude in the negative. 詳細は理論の項を参照。 For more information see the section of the theory. ここで変調波は信号波（送信しようとしている原信号（音声や音楽等））と読み替えて理解してもよい。 This modulated wave signals (volume Makoto Hara are trying to send (such as speech and music)) may be understood and substitute.

[ 編集 ] 振幅変調の種類 Types of amplitude modulation

振幅変調のスペクトラム模式図 Schematic diagram of the amplitude modulation spectrum

大きくは両側波帯（LSB+USB）と単側波帯（LSBのみ、またはUSBのみ）に分ける事が出来、さらにそれぞれ、全搬送波・低減搬送波・抑圧搬送波に分けることが出来る。 The large sideband (LSB + USB) and single sideband (LSB only, or USB only) divided into things that made each addition, the carrier reduced carrier suppression can be divided into full carrier.

• 全搬送波：搬送波の信号レベルをそのままで伝送するもの。 All carrier: those that carry the carrier signal levels intact. 一般のAMモノラル放送がこの形式である。 This form of public broadcasting is a mono AM. 復調には包絡線検波が使われることが多い。 The demodulation is often the envelope detector can be used.
• 低減搬送波：搬送波の信号レベルをある程度まで落として伝送するもの。 Carrier reduction: those that carry the signal level dropped to a certain extent of the carrier.
  受信側において局部周波数の制御等に利用するため一定のレベルまで搬送波を低減して送出する電波をいう^[1] 。 Means the signal to send to reduce the carrier to use a certain level of control and local frequency in the receiver ^[1].
• 抑圧搬送波：搬送波を全く伝送しないもの。 Carrier suppression: Carrier shall not carry any. 全搬送波よりも小さい送信電力で同じ伝送特性が得られる。 Get the same transmission power less than the full carrier transmission.

以上をまとめると次のようになる。 Be summarized as follows later.

参考：単に AM または DSB と言えば DSB-WC を指し、SSB と言えば SSB-SC を指すのが普通である。 Note: Speaking of simple AM or DSB DSB-WC points, SSB and SSB-SC is speaking normally refer to. ^{[2] [2]}

[ 編集 ] 全搬送波両側波帯(単にAM、またはDSB-WC; Double Sideband with Carrier) sideband full carrier (just AM, or DSB-WC; Double Sideband with Carrier)

コレクタ変調の原理 Collector modulation principle

中波や短波のAM放送や、航空無線に用いられる方式である。 The AM and shortwave and medium wave broadcasting, the method used in the aeronautical radio.

変調方式には、大電力変調と低電力変調とに分けられる。 The modulation scheme is divided into large and low power modulation and power modulation. トランジスタ回路では、大電力変調はコレクタ変調といい、終段の電力増幅器のコレクタ電圧を、変調トランスを介して低周波信号で変化させて変調する。 Transistor circuits, modulation and power modulation nice big collector, the collector voltage of the final stage power amplifier, by varying the modulating low frequency signal modulated through a transformer. この方式では電力増幅器の出力に変調をかけるため、大きな電力を必要とするが、直線性に優れた変調をかけることができる。 This method to put the modulated power amplifier output, but that requires a large power can make a good modulation linearity. 低電力変調にはベース変調や二重平衡変調器 （DBM; double balanced mixer）を使った変調方式がある。 Low-power modulator to modulate the equilibrium-based modulation and double (DBM; double balanced mixer) with a modulation scheme. ベース変調では、低周波信号でトランジスタのベースに流れるバイアス電流を変化させて変調をかける。 The base modulation is modulated by changing the place a bias current flowing through the base of the transistor in the low-frequency signal. 二重平衡変調器は通常 DSB-SC を出力するが、音声信号を入力する端子に直流電流を重畳させると出力に搬送波が現われる。 Double-balanced modulator is usually the DSB-SC output, the carrier appears to be superimposed on direct current output terminals to input audio signals. AM の搬送波は、低周波（ベースバンド）に変換すると直流であるので、変調回路に直流を加えると AM 波が得られるという仕組みである。 AM carrier is a low frequency (baseband), it is converted to direct current, direct current circuits and make the mechanism of AM modulation wave can be obtained. ダイオード DBM （ダイオードによる二重平衡変調器）は、低周波的な周波数特性や歪特性ともに優れコレクタ変調とは比べ物にならないくらい良い音がする。 Diode DBM (double-balanced diode modulator) is an excellent collector modulation and frequency response and distortion characteristics of both low-frequency sound is far beyond good. ^[3] 。 ^[3].

[ 編集 ] 抑圧搬送波両側波帯(DSB; Double Sideband) sideband suppressed carrier (DSB; Double Sideband)

DSB-SC DSB-SC

平衡変調の原理 Principle of balanced modulator

両側波帯で同じ情報を伝送するもの。 Shall carry the same information sideband. 一般のAMラジオモノラル放送では搬送波の信号レベルをそのまま伝送するが、DSBでは搬送波をキャンセルし、両側波帯のみを伝送する。 The General mono AM radio broadcast is transmitted directly to the carrier signal level, DSB to cancel the carrier, the only double-sideband transmission. 抑圧搬送波と呼ばれる。 Carrier called repression.

※なお、正確にはDSB-SC（DSB with suppressed carrier） [1]と呼ぶべきであるが、日本では単にDSBと省略して呼ぶ慣習がある。 ※ In addition, the precise DSB-SC (DSB with suppressed carrier) [1] is a called a, there is a tradition in Japan is simply called the DSB and omitted. 全搬送波両側波帯（単にAMと呼ばれることが多い）をDSBと呼ぶこともあるため、注意が必要である。 Sideband full carrier (often simply referred to as AM), the DSB is sometimes called for, and care must be taken. 例えば、総務省の文書に見られる「海上用DSB」と呼ばれる無線設備は全搬送波両側波帯である。 For example, a document seen by the Ministry of Internal Affairs "for maritime DSB" wireless equipment is called double-sideband full carrier.

変調には平衡変調器が用いられる。 To modulate the balanced modulator is used. DSB(DSB-SC)の場合は両側波帯が存在するが、SSBの受信機で受信可能で、 送信機がSSBよりも簡単なことからSSBの代用として用いられることもある。 DSB (DSB-SC), but if there is a double-sideband, SSB receiver capable of receiving the aircraft sent SSB from the SSB's easier than that sometimes used as a substitute. しかし、法規上は両側波帯については全搬送波・抑圧搬送波を区別しない（ 電波型式の表記法を参照）ので、送信電力上で不利な扱いを受ける。 However, the law is about double sideband suppressed carrier does not distinguish between full carrier (see the law of the type notation radio), so treated adversely on the transmission power. FMステレオ放送の副信号がこの形式である。 This format is vice FM stereo broadcasting signals.

[ 編集 ] 抑圧搬送波単側波帯(SSB; Single Sideband) suppressed carrier single sideband (SSB; Single Sideband)

SSB（ USB ）のスペクトラム模式図 SSB (USB) Schematic diagram of the spectrum

SSB（ LSB ）のスペクトラム模式図 SSB (LSB) Schematic diagram of the spectrum

情報を片側の側波帯のみで伝送するもの。 Sideband transmission in which only one side of the information. 短波帯の業務無線やアマチュア無線などで利用される。 Used in radio and amateur radio and shortwave bands work. 搬送波よりも上の周波数の側波帯を使うものをUSB (Upper Sideband)、下を使うものをLSB (Lower Sideband)という。 What use sideband above the carrier frequency of the USB (Upper Sideband), to be used under the LSB (Lower Sideband) said. アマチュア無線を除いては、原則としてUSBを使用する。 Except for ham radio, in principle, to use the USB. アマチュア無線では、7MHz帯以下ではLSB、10MHz帯以上ではUSBを使う慣習になっている。 Amateur radio, 7MHz band below the LSB, 10MHz band is more than has been customary to use USB.

変調には二重平衡変調器等が用いられる。 The modulation is used and double-balanced modulator. これは、周波数変換器に使われる回路と同じである。 This is the same as that used for frequency conversion circuit. 二重平衡変調器には、入力用のポートが 2 つあり、出力用のポートが 1 つある。 Double-balanced modulator, which have two input ports, output ports for a single one. 入力用のポート 1 に搬送波を、ポート 2 に音声信号を入力すると、出力用のポートから、抑圧搬送波両側波帯（DSB-SC）で変調された信号が出力される。 One input port for a carrier to enter port and two audio signals from the output port for double sideband suppressed carrier (DSB-SC) is modulated by the output signal. これは搬送波を含まず、LSB および USB の両側波帯のみが含まれた信号である。 This does not include the carrier, LSB and USB signals are only included in the sideband. これを、クリスタル・フィルタ等の急峻な特性を持つフィルタに入力し、USB または LSB の希望の側波帯を得ると、SSB で変調された信号が得られる。 This, enter the filter with filter characteristics such as steep Crystal, USB or LSB and get the desired sideband, SSB modulated signal can be obtained. これを希望の出力まで増幅すれば SSB 送信機ができる。 If you wish to amplify the output of which can be SSB transmitter.

SSBはエネルギー効率がよく、同じ距離までの通信であれば少ない電力の送信機で、また選択性フェージングの影響を受けにくく、同時に占有周波数帯域が狭くて済む。 SSB is energy efficient, low-power transmitter to communicate if the same distance, less susceptible to selective fading also do not have to share narrow frequency bands simultaneously. なお、側波帯だけに着目すれば、AM放送もSSBも同じものであるため、隣接大出力局の混信をかわすために、SSB受信機で混信が無い方の側波帯だけを取り出し、AM放送を聴くことも可能である（上部または下部側波帯と搬送波さえあれば内容が分かる。 同期検波も参照）。 However, if you only focus on sideband, AM and SSB broadcasting because it is the same, in order to fend off the interference of neighboring high-output stations, SSB sideband only remove those who no interference in the receiver, AM It is also possible to listen to broadcast (even if what they're upper or lower sideband and carrier. See also detected synchronization). アマチュア無線家や ^{[ 要出典 ]} BCLが偶然気付くことも多く、AM放送の受信テクニックとして使われている。 And amateur radio ^{[citation needed]} BCL often notice that happens, AM has been used as a technique of broadcasting receiver.

一方、SSBの音声通信は一般に音質が悪く、また、良好な了解度を得るためには受信周波数を数10Hzの単位で調整しなければならない。 Meanwhile, SSB voice communications are generally poor quality, and time to get a good understanding of the received frequency is 10Hz shall be adjusted in the unit. 音質が悪いと言われるのは次の理由によるもので、SSBそのものが音質が悪いというのは誤解である。 Said to be poor quality is due to the following reasons, SSB bad sound quality that is itself wrong.

• 占有周波数帯域が狭いという利点を生かすため、伝送帯域を狭く設定している。 To take advantage of a narrow frequency band occupied, transmission bandwidth is set narrower.
• 数MHzの中間周波数において、数100Hz離れた側波帯の片側だけを消去するような特性が非常にシビアなフィルタ回路が要求されるため、振幅や位相などについて良好な特性を持つフィルタ回路を作ることが困難である。 Several MHz in frequency between the number of 100Hz is required for a very severe filter circuit characteristics such that erase only one side of the left side band, create a filter circuit with good characteristics such as amplitude and phase for is difficult.
• 抑圧搬送波には搬送波の情報が含まれていないので、送信信号と等しいスペクトルを持つ受信信号を得ることは困難である。 The suppressed carrier because the carrier does not contain information that can receive signals with a spectrum equal to the transmitted signal is difficult. 最終的には、原音と同じ音質になるよう、人間の勘で周波数を合わせることになる。 In the end, be the same as the original sound quality will be fine-tuning in the human gut.
• 振幅変調の復調にはAGC（ 自動利得調整 ）を使うことが多いが、搬送波が無いためAGCの基準になるべきものがなく、例えば音声通信の場合は、音声のエンベロープを基準にAGCが動作する。 The amplitude modulation demodulator AGC (Auto Gain Control), but the use for which there is no carrier should be the criteria for AGC, if voice communication, for example, based on the work envelope of the audio AGC . そのため、大きな声も小さな声も同じ大きさの声になるほか、無音時は受信ゲインが最大となり、耳障りな雑音が出力される。 Therefore, in addition to the voices of the same size will be small and loud voices, and silence becomes the gain up to receive the output noise is jarring.
• 変調に使う搬送波と復調に使う搬送波が異なるため、搬送波のC/Nが悪いと（残留FM成分が多いと）瞬時的に搬送周波数が変動することとなり、復調音声の品質が損なわれる。 Use a different carrier for use in the carrier modulation and demodulation, the carrier C / N and poor (and often the residual FM component) and will be transported to the instantaneous frequency variation, compromise the quality of the demodulated audio.
• SSBは、FMのようにチャネルで区切って隣接チャネルとの間に十分なガードバンドを設けて使うということをしないため、隣接した周波数で行われる通信が雑音となって可聴周波数に落ち込んできて、耳障りとなる。 Is SSB, FM not to use that to establish a sufficient guard band between adjacent channels separated by a channel like, come on down to the audible frequency noise is the communication that takes place adjacent frequencies, and strident.

[ 編集 ] 独立側波帯(ISB; Independent Sideband) independent sideband (ISB; Independent Sideband)

USB、LSBそれぞれの側波帯を左右の音声信号としたものがカーン方式AM ステレオである。 USB, LSB method Caen what the left and right audio signal and sideband each AM is stereo.

[ 編集 ] 両立性直交振幅変調(モトローラ方式AMステレオ C-QUAM; Compatible Quadrature Amplitude Modulation) Compatibility quadrature amplitude modulation (AM stereo system Motorola C-QUAM; Compatible Quadrature Amplitude Modulation)

和信号により搬送波を平衡変調した信号と、差信号に25Hzのパイロット信号を加えた信号で直交する搬送波を平衡変調した信号とを合成し、振幅制限したものを搬送波として、和信号で振幅変調するもの。 Modulated carrier signal and the balance sum signal, the signal difference between 25Hz and balanced synthesis of the carrier signal and the modulated signals orthogonal pilot signals added as a carrier to be limited amplitude, amplitude modulation signal to sum something. 日本のAMステレオ方式として用いられている。 AM has been used in Japan as a stereo system.

[ 編集 ] その他のAMステレオ方式 Other AM stereo system

• ハリス方式(VCPM) Harris method (VCPM)
• マグナボックス方式(AM-PM) Magnavox system (AM-PM)
• ベラー方式(AM-FM) Bellah system (AM-FM)

[ 編集 ] 残留側波帯(VSB; Vestigial Sideband) vestigial sideband (VSB; Vestigial Sideband)

直流成分まで送信できるように情報のない側波帯の一部まで送信する方式。 Scheme to send some of the sidebands to be able to send information to non-DC components. アナログテレビ放送の映像信号の伝送に用いられる。 Be used for transmission of analog TV video signal.

[ 編集 ] AMラジオ放送 AM radio

中波によるAMラジオ放送においては、送信する音声の波形を包絡線に持つような、一定周期（ 中波帯の放送なら500～1600KHz程度）の電波を送信する。 By medium wave AM radio broadcaster, with lines such as the envelope to send the audio waveform, the period certain (if broadcast of about 500 ~ 1600KHz medium wave band) to transmit radio waves. 受信機では送信された電波を共振回路によって取り出し（選局し）、包絡線検波等のAM 復調を行って音声波形を再現する。 Remove the receiver circuitry in the resonance signal was sent (and channel select), the AM envelope detection and to reproduce the speech waveform demodulation go.

短波によるAMラジオ放送についても同様の方式であるが、詳細は短波放送の項を参照のこと。 Using a method similar to AM shortwave radio for details, see the section of shortwave broadcasting.

[ 編集 ] 電信 Telegraph

無線電信の多くは単に搬送波のオン、オフを断続して送信するため、搬送波の振幅を変化させるという意味で振幅変調に分類することがある（ 振幅偏移変調 ）。 On many wireless carrier is just to send off and on and off may be classified in terms of amplitude modulation that changes the carrier amplitude-shift keying (amplitude). 側波帯は使用しない。 Sideband is not used. 受信機では送信された電波を共振回路によって取り出し（選局し）、 うなりの周波数が人の耳に敏感な700～800Hz程度になるような局部発振周波（ BFO ：Beat Frequency Oscillator）を作り、混合させて復調を行って信号波形（700～800Hz程度の正弦波）を再現する。 At the receiver circuitry remove the resonant signal is sent (and channel select), are sensitive to the human ear of the beat frequency is 700 ~ 800Hz, such as local oscillator frequency to be around (BFO: Beat Frequency Oscillator) making the mixture waveform signal demodulation we let the (700 ~ 800Hz sine wave degrees) to reproduce.

データ通信においては周波数変調による電信も用いられている（ 周波数偏移変調 ）。 The data has been used by the telegraph modulation frequency shift keying (frequency).

[ 編集 ] 理論 Theory

V _c :搬送波, V _cm :搬送波最大値, f _c :搬送波周波数 V _c: carrier, V _cm: maximum carrier, f _c: carrier frequency

V _s :信号波, V _sm :信号波最大値, f _s :信号波周波数 V _s: signals, V _sm: maximum value signals, f _s: frequency signals

とするとき、振幅変調波は以下のように表される。 When the wave amplitude modulation can be expressed as follows.

v _am :振幅変調波, ( f _c − f _s ) :下側波帯(LSB), ( f _c + f _s ) :上側波帯(USB) v _am: amplitude-modulated wave, (f _c - f _s): lower sideband (LSB), (f _c + f _s): upper sideband (USB)

m :変調度 m: degree of modulation

変調度の値が大きいほど信号波の振幅が大きくなり効率の良い通信となる。 Efficient communication and the amplitude of the wave grows larger the value of the degree of signal modulation. ただし100％を超える状態を過変調といい、復調信号の波形が歪み、占有帯域幅が増加して他の通信に妨害を与えるので、放送では変調度の最大値が厳しく規定されている。 But with 100% better than the state overmodulation, the waveform of the demodulated signal distortion, because it gives a disturbance to other communication bandwidth has increased share, in the broadcast are strictly prescribed maximum degree of modulation.

占有帯域幅は、次の式で表される。 Occupied bandwidth is represented by the following formula.

両側波帯(DSB) Sideband (DSB)

単側波帯(SSB) Single sideband (SSB)

B W :占有帯域幅 B W: Occupied bandwidth

[ 編集 ] 参照 See also

1. ^日本の電波法施行規則第2条第1項第66号による定義。 ^ Rules Law of Japan Radio 2 defined by Article 66 paragraph 1 item.
2. ^ 「新・上級ハムになる本」（ 丹羽一夫著、 CQ出版社 、 2006年 2月1日発行、 ISBN 4-7898-1168-9 ） pp. 183-148 ^ "This will be the new senior Ham" (Written by Kazuo Niwa, CQ Publishing Company, 2006 February 1, issued on, ISBN 4-7898-1168-9) pp. 183-148
3. ^ 山村英穂 「第7.2章」『改訂新版 定本 トロイダル・コア活用百科』 編者、CQ出版社〈定本シリーズ〉、東京都豊島区、2006-12-15、改訂新版、p.285（日本語）。 ^ 穂Yamamura Hide "The chapter 7.2," newly-revised edition Encyclopedia Sadamoto 』use toroidal core, Editor, CQ Publishing" series Sadamoto ", Toshima-ku, Tokyo ,2006-12-15, newly-revised edition, p.285 (in Japanese) . ISBN 978-4-7898-3067-6 。 ISBN 978-4-7898-3067-6.

[ 編集 ] 関連項目 See also

• 変調方式 Modulation
• デジタル変調 Digital modulation
• デジタル・ラジオ・モンディエール Digital Radio Mondiale
• レジナルド・フェッセンデン Reginald Fessenden