Wireless 101
M3 · تجربة
تجربة عملية
مؤشّرٌ واحد يضبط كامل إشارة AM

ابنِ إشارة AM في المِنصّة واقرأ طيفها وكفاءتها وغلافها — وتوقَّع، قبل أن تؤكّده القراءات، أين يقع الشريطان الجانبيان، وكم القليل من القدرة الذي يحمل المعلومة، وماذا يحدث حين تدفع مؤشّر التضمين m فوق 1.

إشارة AM القياسية
s(t) = A_c\,[\,1 + m\cos(2\pi f_m t)\,]\cos(2\pi f_c t)

التضمين AM القياسي يضرب الحامل في [1 + m·cos(2πf_m t)]. وسِّع هذا الجداء فيصير الطيف ثلاثة خطوط: حاملٌ عند f_c، وشريطٌ جانبيٌّ على بُعد تردّد الرسالة على كلّ جانب، عند f_c ± f_m. لا يحمل الحامل معلومةً وإنّما يحوز معظم القدرة، فتكون كفاءة الطاقة η = m²/(2+m²) منخفضة — وحتى عند حدّها المفيد الأقصى m = 1 يُهدَر ثلثا القدرة. ويهبط الغلاف A_c(1+m·cos) إلى صغرى A_c(1−m): ادفع m فوق 1 فتصير هذه الصغرى سالبة، ويعبر الغلاف الصفر، فيشوّه كاشفُ غلافٍ بسيط الرسالة. وقراءة تلك الأرقام من إشارةٍ حيّة هي كيف يكفّ AM عن كونه صيغةً ويصير شيئًا يمكنك حسابه.

1 / 8
Wireless 101
M3 · تجربة
جهّز التجربة
إشارةٌ واحدة، ومؤشّرٌ واحد

افتح المِنصّة. تفتح على إشارة AM الافتراضية (m = 0.5، f_m = 2 Hz، f_c = 20 Hz)، فزرّ «إعادة الضبط» يعيدك إلى الخطوة الأولى. ولهذه التجربة، اسحب منزلق مؤشّر التضمين إلى القيمة التي تسمّيها كل خطوة، واترك f_m وf_c كما هما. تُسمّي كل خطوة المؤشّر الوحيد الذي تُحرّكه.

اضبط هذه القيم
Modulation index m -> set per step (0.5, then 1, then 1.5) f_m -> 2 Hz f_c -> 20 Hz Carrier amplitude A_c = 1 is fixed (not a knob). Reset -> m 0.5, f_m 2 Hz, f_c 20 Hz

راقب بطاقات قراءة Sidebands f_c ± f_m وPower efficiency وEnvelope min A_c(1−m) — كل رقم تتوقّعه مطبوع هناك.

2 / 8
Wireless 101
M3 · تجربة
الخطوة 1 من 4
أين يقع الشريطان الجانبيان

اترك الإعدادات الافتراضية (m = 0.5، f_m = 2 Hz، f_c = 20 Hz). توسيع جداء AM يضع شريطًا جانبيًّا عند f_c − f_m وآخر عند f_c + f_m. توقَّع تردّد الشريط الجانبي الأعلى، ثم اقرأ بطاقة Sidebands f_c ± f_m.

المتوقّع

تقرأ البطاقة 18 / 22 Hz — الشريط الجانبي الأدنى عند 20 − 2 = 18 Hz والأعلى عند 20 + 2 = 22 Hz. يكتنف الشريطان الجانبيان الحامل على بُعد تردّد الرسالة، فيكون عرض النطاق المشغول 2 f_m = 4 Hz.

3 / 8
Wireless 101
M3 · تجربة
الخطوة 2 من 4
كم القليل الذي يُنفِقه الحامل على الرسالة

أبقِ m = 0.5. كفاءة الطاقة هي η = m²/(2+m²) — نسبة القدرة المُرسَلة الموجودة في الشريطين الجانبيين، وهي الجزء الوحيد الذي يحمل المعلومة. توقَّع الكفاءة كنسبةٍ مئوية، ثم اقرأ بطاقة Power efficiency.

المتوقّع

تقرأ البطاقة 11.1% — 0.25 / 2.25. عند m = 0.5 بالكاد يحمل تُسع القدرة الرسالة؛ أمّا الـ88.9% الباقية فتُنفَق على الحامل الخالي من المعلومة.

4 / 8
Wireless 101
M3 · تجربة
الخطوة 3 من 4
حتى في أفضل حالاته، يهدر AM الثلثين

اسحب الآن مؤشّر التضمين إلى m = 1 — أعمق ما يبلغه AM القياسي دون تشويه. توقَّع الكفاءة الجديدة η = m²/(2+m²) كنسبةٍ مئوية، ثم اقرأ بطاقة Power efficiency.

المتوقّع

تقرأ البطاقة 33.3% — 1 / 3. حتى عند أعمق تضمينٍ دون تشويه، يبقى ثلثا القدرة في الحامل. هذا الهدر هو تحديدًا سبب وجود أنظمة الحامل المكبوت (DSB-SC، SSB).

5 / 8
Wireless 101
M3 · تجربة
الخطوة 4 من 4
ادفع m فوق 1 — فيصير الغلاف سالبًا

اسحب مؤشّر التضمين إلى m = 1.5. يهبط الغلاف إلى صغرى A_c(1−m) مع A_c = 1. توقَّع هذه الصغرى، ثم اقرأ بطاقة Envelope min A_c(1−m) وراقب الرسالة المُستعادة تتشوّه.

المتوقّع

تقرأ البطاقة -0.5 — 1·(1 − 1.5). الصغرى السالبة للغلاف هي التضمين الزائد: يعبر الغلاف الصفر، فيطوي كاشفُ غلافٍ بسيط (يُخرِج |envelope|) الهبوطَ السالب صعودًا، فتُقتطَع الرسالة المُستعادة وتتشوّه.

6 / 8
Wireless 101
M3 · تجربة
دورك الآن
افتح المِنصّة

كل ما سبق ينتظرك في المِنصّة. اسحب مؤشّر التضمين وراقب الغلاف يتعمّق وخطوط الشريطين الجانبيين تنمو، وارفعه فوق 1 لترى الغلاف يعبر الصفر وخرج الكاشف يُقتطَع، وحرّك f_m لتزحلق الشريطين الجانبيين اقترابًا وابتعادًا على الطيف.

7 / 8
Wireless 101
M3 · تجربة
خلاصة
ما أنجزتَه
  • وضعتَ الشريطين الجانبيين عند 18 / 22 Hz — f_c ± f_m عند f_c = 20، f_m = 2
  • وجدتَ كفاءة 11.1% فقط عند m = 0.5 — m²/(2+m²)
  • رأيتَ حتى أعمق تضمينٍ دون تشويه m = 1 يبلغ 33.3% فحسب، والثلثان مهدوران في الحامل
  • دفعتَ m = 1.5 إلى صغرى غلافٍ -0.5 — A_c(1−m) صارت سالبة، وهذا هو التضمين الزائد
  • كل قيمة توقّعتها هي حساب العرض الدقيق نفسه، لا صورة تقريبية
8 / 8