Single-sideband modulation

Single Side Band-modulatie (SSB) of minder gebruikelijk Enkelzijbandmodulatie (EZB) is een vorm van modulatie waarbij van het oorspronkelijk AM-gemoduleerde signaal alleen één zijband wordt uitgezonden, soms zelfs zonder de eigenlijke draaggolf.

Single Side Band-modulatie is ontwikkeld omwille van de beperkte ruimte op de kortegolf banden (3..30 MHz) en vanuit de wens om met het beschikbare vermogen een maximale overdracht te verkrijgen.

Het wegfilteren van een zijband door een filter is niet gemakkelijk als het signaal rijk is in lage frequenties, bijvoorbeeld in televisietoepassingen. In dat geval kan men opteren voor een tussenoplossing, Vestigial-sideband modulation. Voor telefonie en spraak daarentegen, waar componenten onder 300 Hz niet noodzakelijk zijn voor de verstaanbaarheid, is SSB-modulatie heel geschikt en efficiënt.

Inhoud

1 Principe
2 Spectrum afbeeldingen
- 2.1 AM
- 2.2 USB
- 2.3 LSB
3 Vermogensverdeling
4 Zie ook

[bewerk] Principe

Bekijkt men een signaal dat met een enkele toon van 1000 Hz 100 % amplitude gemoduleerd is met een spectrumanalyzer, dan ziet men dat het signaal uit drie componenten bestaat:

de draaggolf, ter grootte van 1/2 van het totale vermogen
een onderzijband, ter grootte van 1/4 van het vermogen, 1000 Hz onder de draaggolffrequentie
een bovenzijband, ook ter grootte van 1/4 van het vermogen, 1000 Hz boven de draaggolffrequentie

Bij een kleinere modulatiediepte dan 100% wordt het vermogen in de zijbanden zelfs nog kleiner. De onder- en bovenzijband bevatten beide de informatie van het modulerend signaal, dus men zou kunnen volstaan met uitzenden van een van de twee zijbanden.

De draaggolf zelf bevat geen directe informatie van het modulerend signaal en zou, als we de frequentie kennen, niet meegestuurd hoeven worden.

Door nu alle energie die beschikbaar is in één enkele zijband te stoppen, wordt die zijband een factor zes sterker gemaakt, met meer kans om storingen te overwinnen. Deze modulatiewijze noemt men SSB-SC (Single Side Band with Suppressed Carrier : enkel zijband met onderdrukte draaggolf). Deze modulatievorm wordt volgens de CCIRR norm als J3E genoteerd indien het modulerend signaal een telefoniesignaal (spraak) is.

Bijkomend voordeel van SSB is dat ook de bandbreedte afneemt, zodat er meer zenders in dezelfde frequentieband passen zonder elkaar te storen.

Bijkomend voordeel aan de ontvangstzijde is, dat een smallere (selectievere) ontvangst mogelijk is, waardoor storingen minder worden en de ontvanger gevoeliger.

Een nadeel van SSB is dat de ontvanger zeer nauwkeurig afgestemd moet worden op de frequentie van de ontbrekende draaggolf. Bij een fout in de afstemming zullen alle frequenties in het bronsignaal net zoveel opgeschoven worden als de grootte van de afstemfout. Een verschuiving van 50 Hz kan de verstaanbaarheid van spraak al ernstig beïnvloeden.

Welke van de beide zijbanden wordt uitgezonden is een historisch gegroeide keuze. Op frequenties onder de 8 MHz wordt in de regel gebruikgemaakt van LSB (Lower Side Band) en bij frequenties erboven van USB (Upper Side Band).

Als de draaggolf wél wordt uitgezonden, spreekt men van SSB-FC (Single Side Band met Full Carrier), in CCIRR definitie aangeduid als H3E indien het telefonie betreft.

[bewerk] Spectrum afbeeldingen

[bewerk] AM

Hiernaast is het spectrum afgebeeld van een signaal dat amplitude-gemoduleerd is (AM) met één enkele toon. In het onderste plaatje hebben de verschillende componenten een kleur gekregen:

het blauwe signaal is de draaggolf
het rode signaal is de onderzijband, het LSB signaal
het gele signaal is de bovenzijband, het USB signaal

[bewerk] USB

Hiernaast is het spectrum afgebeeld van een signaal dat amplitude-gemoduleerd is (AM) met één enkele toon, maar slechts met één zijband: de USB (Upper Side Band).

[bewerk] LSB

	Hiernaast is het spectrum afgebeeld van een signaal dat amplitude-gemoduleerd is (AM) met één enkele toon, maar slechts met één zijband: nu de LSB (Lower Side Band).
	Hiernaast is het spectrum afgebeeld van een signaal dat amplitude-gemoduleerd is (AM) met één enkele toon, wederom met slechts één zijband (LSB) en een onderdrukte draaggolf.

[bewerk] Vermogensverdeling

Hiernaast is weer het spectrum te zien van een signaal dat amplitude-gemoduleerd is (AM). In de figuur is ook een aanduiding gegeven van de amplitude van de signalen. De amplitude van de zijbandsignalen zijn dus de helft van de amplitude van de draaggolf. Het vermogen van één zijband is daarom een kwart van het vermogen van de draaggolf.

	Bij een draaggolfvermogen van 100 Watt omvatten de zijbanden elk 25 Watt. Het totaal vermogen is 150 Watt.
All figures: author HF Broekhuizen released as freeware