Fall 2: f < f res eller f > fres
3.9.3 Sändningsslaget J3E (SSB) Vid sändningsslaget J3E (SSB) sänds således
en-dast ett sidband. Det andra sidbandet och bärvå-gen undertrycks, vilket kan göras på flera sätt. Nu-mera är den så kallade filtermetoden allra vanligast och den enda som behandlas här.
Bild 3.89 visar alstring av J3E (SSB). Med filter-metoden blandas HF- och LF-signalerna i en balan-serad blandare där de undertrycks medan bland-ningsprodukterna med deras summa- och skill-nadsfrekvenser blir kvar, det vill säga det övre och undre sidbandet.
För att undertrycka det ena sidbandet före sänd-ningen följs blandaren av ett bandpassfilter med bandbredd och frekvensläge för avsett sidband. Den signal som sänds ut innehåller på så sätt en-dast ett sidband (Single Side Band).
Valet mellan USB och LSB kan göras på två sätt. Antingen genom att välja mellan ett separat pass-bandfilter för respektive sidband eller genom att använda ett enda filter och flytta HF-signalen från ena sidan till den andra av det filtret (se bild 1.32 i avsnitt 1.8).
En J3E-modulator enligt filtermetoden består så-ledes av en balanserad blandare ofta en så kallad ringblandare (se bild 3.86 i avsnitt 3.8) samt ett bandpassfilter. För att SSB-signalen ska få avsedd sändarfrekvens kan ytterligare frekvensblandning behövas (se kapitel 6.1).
3.9.4 Vinkelmodulation
Vinkelmodulation är samlingsnamnet för fre-kvensmodulation (FM) och fasmodulation (PM).
3.9.5 Frekvensmodulation
Vid sändningsslaget F3E (även kallat FM) varierar bärvågens frekvens i takt med den modulerande signalens amplitud. Bärvågen kommer på så sätt att pendla omkring en nominell frekvens, det vill säga vara frekvensmodulerad. Bärvågsamplituden ändras däremot inte vid frekvensmodulation. Likspänningsnivåer kan således överföras eftersom en frekvensavvikelse (deviation) i bärvågen endast påverkas av den modulerande signalens amplitud. Vid F3E påverkas resonansfrekvensen i den reso-nanskrets i oscillatorn som bestämmer dess arbets-frekvens. Det görs enklast genom att tillföra en kondensator med variabelt kapacitansvärde, en ka-pacitansdiod (se avsnitt 2.5.3).
Bild 3.90 visar en LC-resonanskrets där det ingår en kapacitansdiod som styrs av en likspänning med en överlagrad modulerande LF-signal. En likspän-ning tjänar som en ställbar förspänlikspän-ning till kapaci-tansdioden. På så sätt kan man påverka arbetsfre-kvensen. Med den överlagrade LF-signalen påver-kas arbetsfrekvensen i takt med signalamplituden.
3.9.6 Fasmodulation
Vid sändningsslaget G3E (även kallat PM) varierar bärvågens fasläge i förhållande till en omodulerad referens. Bärvågens amplitud ändras däremot inte. Fasändringen – deviationen – är direkt proportio-nell mot hur snabbt fasläget ändras och till den totala fasändringen. Hastigheten på fasändringen är direkt proportionell mot frekvensen på den mo-dulerande signalen och till dess amplitud.
Det betyder att deviationen vid fasmodulation ökar både med amplituden och frekvensen på den modulerande signalen. Ändringar i likspänningsni-våer kan därför överföras endast om en fasreferens används.
Fasmodulation kan alstras till exempel genom att påverka resonansfrekvensen i en resonanskrets nå-gonstans efter oscillatorn, det vill säga där oscilla-torfrekvensen inte påverkas. Denna resonanskrets har i viloläge samma resonansfrekvens som oscilla-torn. När kretsen bringas ur resonans genom mo-dulation – samtidigt som kretsen påtrycks oscilla-torsignalen – uppstår i kretsen omväxlande en in-duktiv och kapacitiv reaktans – detta inom tiden för varje halv period. Reaktansen skapar därvid den fasförskjutning som innebär fasmodulation. Se även avsnitt 3.1.17 och 3.1.17, bilderna 3.18 och 3.19
Bild 3.91 visar alstring av G3E (PM). Liksom vid frekvensmodulation kan till exempel en kapaci-tansdiod användas för att med en modulerande sig-nal påverka resonansfrekvensen i en krets.
3.10 Digital signalbehandling
I takt med att utvecklingen gjort avancerade kret-sar allt billigare har det blivit allt vanligare med olika former av digital signalbehandling, och dessa används i varierande grad även i radiodesign. Ofta sammanfattas det med termen digital signal-behandling (eng. Digital Signal Processing (DSP)). Ofta förväxlas det begreppet med Digital Signal Processor (DSP), som kommit att representera en typ av processorer anpassade för signalbearbet-ning. Dock är begreppet vidare än så, och vilken annan form av digital processing är också en digital signalprocessing.
3.10.1 Digitala filter
Eftersom en signal så som den representeras för digitala kretsar måste vara samplad och kvantise-rad, så kommer signalen att ofrånkomligen bestå av ett antal sampel med ett visst antal bitar för dess PCM värde.
Bild 3.90: Alstring av F3E (FM)
Bild 3.91: Alstring av G3E (PM)
Att ändra nivån på en sådan signal görs genom att multiplicera den med något värde, det vill säga låta varje enskilt sampel i tur och ordning multipliceras med samma värde, men det ändrar inga egenska-per i frekvensen. För att få en påverkan med avse-ende på frekvens behöver man kombinera värdena från flera olika tidpunkter i signalen, och ofta väl-jer man att låta de vägas samman med olika vikt. Detta görs genom att helt enkelt fördröja samplen i flera steg, multiplicera varje fördröjning med sin vikt-konstant och sedan summera resultatet. Det filter som man då skapat kallas för ett Finite Impulse Response (FIR) filter, för skickar man in en puls på ingången så kommer den att fördröjas stegvis och ge svaret från var och en av multiplika-torerna, i var sitt sampel, till dess att fördröjnings-kedjan är slut, varvid den impulsen inte ger något mer bidrag till utgången. Den räcka med sampel som kom från impulsen kallas för impulsrespon-sen, och eftersom den tar slut är den finit, därav namnet.
Man kan göra en variant av det här där man helt enkelt låter en annan uppsättning med multiplika-torer väga samma fördröjda sampel, men där det summerade svaret återmatas till ingången och ad-deras där innan fördröjningskedjan. Detta kallas för Infinite Impulse Response (IIR) filter, för att det i likhet med FIR-filter har en impulsrespons,
men eftersom den återmatar så kan denna rent te-oretiskt pågå i all oändlighet, det vill säga engels-kans infinite. I praktiken designas filter så att de inte pågår i evinnerlig tid utan, så att säga ringer ut. Själva arkitekturen är dock väldigt lämplig att använda för många ändamål.
Utöver själva filterstrukturen, det vill säga IIR och FIR, så karakteriseras de av hur många fördröj-ningssteg man har, då det representerar hur kom-plext filtret är, samt av koefficienterna som ger responsen hos filtret. Design av filterkoefficienter skiljer markant för IIR och FIR, och det finns bå-de enkla och avancerabå-de verktyg för bå-det.
Ett specialfall på FIR filter är när koefficienter-na är speglade runt mitten. Då kan man mate-matiskt visa att de har egenskapen av linjär fas (eng. linear phase filter), och de har enbart påver-kan på amplituden. En fördel med sådana filter, som är fas-linjära, är att olika frekvensers signal upplever samma grupp-fördröjning och därmed in-te förskjuts i förhållande till varandra. Detta bru-kar bland annat öka taltydligheten.
3.10.2 Fouriertransform (FFT)
En specifik form av processing som blivit tillgänglig är fouriertransform, det vill säga förmågan att om-vandla från signalstyrka över tid till signalstyrka
över frekvens. Eftersom processingen sker i diskret tid, det vill säga värden med en viss tid emellan, så som ofrånkomligt med samplade värden, så är det ett specialfall av fouriertransform, som därför he-ter diskret fouriertransform (eng. Discrete Fourier Transform (DFT)).
DFT kan göras på alla möjliga längder av sekven-ser, men är beräkningstungt om man vill ha alla möjliga frekvenser. För att reducera beräknings-mängden kan man givetvis beräkna DFT bara för ett fåtal frekvenser, men när det inte är applicer-bart behöver man agera lite smartare. Så som DFT är formulerat, så ger matematiken flera genvägar, som gör att man på flera olika sätt kan slå sam-man beräkningarna och göra delberäkningar som kan användas av flera andra steg, och på så sätt minska beräkningsbördan. Detta kan sedan göras hierarkiskt, så att en rekursiv form kan göras. Det finns flera metoder att göra detta på, men de sam-manfattas med som en snabb DFT, det vill säga Fast Fourier Transform (FFT), som även den är diskret. En nackdel med FFT är man ofta hamnar på jämna tvåpotenser i antalet sampel, till exem-pel 512, 1024, 2048, 4096 samexem-pel och frekvenser. Man har därmed offrat lite av DFT:ns generalitet. Det finns mer avancerade formuleringar av FFT som utnyttjar ett eller annat trick för att jämna ut till fler storlekar, genom att inte bara göra kombi-nation om 2 sampel, utan även 3, 5 och så vidare, som sedan kan kombineras till flera storlekar. Ett annat trick är att helt enkelt fylla på med bara nollor efter, och köra med en för stor FFT. Oavsett hur fourieranalysen görs, medger den att man fort kan få upp ett spektrum. Detta används nu mer allt oftare för att få en spektrumplot och genom att lägga flera av dessa efter varandra kan man få de nu mer allt vanligare spektrumhisto-grammen även kända som vattenfallsplottar då de påminner om ett vattenfall med sina vertika-la streck.