Квадратурная модуляция

Квадратурная модуляция (англ.: QAM – Quadrature Amplitude Modulation) – разновидность амплитудной модуляции сигнала, которая позволяет модулировать несущую частоту одновременно двумя сигналами путем модуляции амплитуды несущей одним сигналом, и фазы несущей другим сигналом. Уравнение результирующих колебаний амплитудно-фазовой модуляции:

е(t) = u(t) cos(ω_ot+j(t)).

Сигнал е(t) обычно формируют в несколько другой последовательности, с учетом последующей демодуляции. Раскроем косинус суммы и представим сигнал в виде суммы двух АМ-колебаний.

е(t) = u(t) cosω_ot·cosj(t) – u(t) sinω_ot·sinj(t).

При a(t) = u(t) cosj(t) и b(t) = –u(t) sinj(t), сигналы a(t) и b(t) могут быть использованы в качестве модулирующих сигналов несущих колебаний cosω_ot и sinω_ot, сдвинутых по фазе на 90^о относительно друг друга:

е(t) = a(t) cosω_ot + b(t) sinω_ot.

Полученный сигнал называют квадратурным (quadrature), а способ модуляции – квадратурной модуляцией (КАМ) (рис. 11).

Рис. 11. Квадратурная модуляция

Спектр квадратурного сигнала может быть получен непосредственно по уравнению балансной модуляции (10) для суммы двух сигналов:

S(ω) = ½ A(ω+ω_o) + ½ A(ω-ω_o) – ½j B(ω+ω_o) + ½j B(ω-ω_o).

Демодуляция квадратурного сигнала соответственно выполняется умножением на два опорных колебания, сдвинутых относительно друг друга на 90^о:

е₁(t) = е(t) cosω_ot = ½ a(t) + ½ a(t) cos2ω_ot + ½ b(t) sin2ω_ot,

е₂(t) = е(t) sinω_ot = ½ b(t) + ½ a(t) sin2ω_ot - ½ b(t) cos2ω_ot.

Низкочастотные составляющие a(t) и b(t) выделяются фильтром низких частот. Как и при балансной амплитудной модуляции, для точной демодуляции сигналов требуется точное соблюдение частоты и начальной фазы опорного колебания.

Квадратурная модуляция применяется для передачи сигналов цветности в телевизионном стандарте PAL и NTSC, в стереофоническом радиовещании.