تضمين المطال (بالإنجليزية: Amplitude Modulation)‏ أوتضمين السعة أوتضمين الاتساع أوالتضمين السعوي أوالتضمين المطالي أوتضمين الوسع هوتقنية تضمين تُستخدم في الاتصالات الإلكترونية، يُعتبر الأكثر شيوعًا لنقل المعلومات عبر الموجة الحاملة الراديوية. يتغير في تضمين المطال، مطال (قوة إشارة) الموجة الحاملة بما يتناسب مع مطال إشارة الرسالة المرسلة. فإشارة الرسالة، على سبيل المثال، هي تابع الصوت الذي سيُعاد إنتاجه بواسطة مكبر صوت، أوشدة الضوء لوحدات البكسل في شاشة التلفاز. تتناقض هذه التقنية مع تضمين التردد، حيث يتغير تردد إشارة الموجة الحاملة، وتضمين الطور، الذي يتغير فيه الطور.

كانت إيه إم أول كيفية تضمين مُستخدمة لإرسال الصوت في البث الإذاعي. طُورت خلال الربع الأول من القرن العشرين، بدايةً من خلال تجارب الهاتف اللاسلكي التي قام بها روبرتولانديل دي مورا وريجنالد فيسيندين في عام 1900. لا تزال هذه التقنية قيد الاستخدام اليوم في الكثير من أشكال التواصل؛ على سبيل المثال، تُستخدم في أجهزة الراديوالمحمولة مزدوجة المسار، وراديوالطائرات ذات التردد العالي جدًا، وراديوالنطاق الترددي المدني، وفي أجهزة المودم الحاسوبية في التضمين المطالي المتعامد (كيوإيه إم). وكثيرًا ما تُستخدم إيه إم للإشارة إلى البث الإذاعي إيه إم بالموجة المتوسطة.

نماذج

يعني التضمين في الإلكترونيات والاتصال عن بعد، تغيير بعض جوانب الإشارة الحاملة للموجة المستمرة مع شكل موجة التضمين التي تحمل المعلومات، مثل الإشارة الصوتية التي تمثل الصوت، أوإشارة الصوت والصورة التي تمثل الصور. وبهذا المعنى، فإن الموجة الحاملة، التي لها تردد أعلى بكثير من إشارة الرسالة، تحمل المعلومات. في محطة الاستقبال، تُستخرج إشارة الرسالة من الموجة الحاملة المضمنة عن طريق فك التضمين.

في تضمين المطال، يختلف مطال أوقوة ذبذبات الموجة الحاملة. على سبيل المثال، في الاتصالات الراديوية إيه إم، يُضمن مطال إشارة الموجة الراديوية المستمرة (موجة حاملة جيبية) من خلال شكل موجة الصوت قبل الإرسال. يُضمن شكل موجة الصوت مطال الموجة الحاملة ويحدد غلاف شكل الموجة. في مجال التردد، ينتج تضمين المطال إشارة مع هجريز الطاقة على تردد الحامل وترددين جانبيين متجاورين. جميع تردد جانبي يساوي عرض النطاق الترددي للإشارة المُضمنة، وهوصورة طبق الأصل للآخر. وبالتالي يُطلق على المعيار إيه إم أحيانًا «تضمين المطال بنطاق جانبي مزدوج» (دي إس بي-إيه إم) لتمييزه عن أساليب التضمين الأكثر تعقيدًا المستندة أيضًا إلى تضمين المطال.

من عيوب جميع تقنيات تضمين المطال، وليس فقط معيار إيه إم، هوحتى جهاز الاستقبال يضخم ويكشف الضجيج والتداخل الكهرومغناطيسي بنسبة متساوية مع الإشارة. تتطلب زيادة نسبة الإشارة إلى الضجيج المستقبلة، على سبيل المثال، بعاملعشرة (تحسنعشرة ديسيبل)، زيادة قدرة المرسل بعامل 10. هذا على النقيض من تضمين التردد (إف إم) والراديوالرقمي حيث يُقلل تأثير هذا الضجيج بعد فك التضمين بفعالية طالما كانت الإشارة المستقبلة أعلى بكثير من عتبة الاستقبال. لهذا السبب، لا تُفضل إذاعة إيه إم للموسيقى والبث عالي الدقة، بل تُفضل للاتصالات الصوتية وإذاعة (الرياضة والأخبار والبرامج الإذاعية وما إلى ذلك).

تُعتبر إيه إم غير فعالة أيضًا في استخدام الطاقة؛ يهجرز ما لا يقل عن ثلثي الطاقة في إشارة الحامل. لا تحتوي إشارة الموجة الحاملة على أي من المعلومات الأصلية التي تُرسل (مقل الصوت والصوت والصورة والبيانات وغير ذلك). ومع ذلك، فإن وجودها يوفر وسيلة بسيطة لفك التضمين باستخدام كشف الغلاف، ما يوفر مرجعًا تردديًا وطوريًا لاستخراج التشكيل من النطاقات الجانبية. يلزم في بعض أنظمة التضمين المستندة إلى إيه إم، خفض طاقة جهاز الإرسال من خلال الحذف الجزئي أوالكلي من مكون الموجة الحاملة، إلا حتى أجهزة الاستقبال الخاصة بهذه الإشارات أكثر تعقيدًا وتكلفة. يمكن للمستقبل حتى يعيد توليد نسخة من تردد الموجة الحاملة (عادةً ما تُحول إلى التردد المتوسط) من موجة حاملة «دليلية» مضعفة إلى حد كبير (في إرسال الموجة الحاملة المضعفة أودي إس بي-آر سي) لاستخدامها في عملية فك التضمين. حتى مع حذف الموجة الحاملة تمامًا في نظام إرسال الموجة الحاملة المكبوتة بنطاق جانبي مزدوج، يمكن إعادة توليد الموجة الحاملة باستخدام دارة كوستاس لتثبيت الطور. ولكن هذا لا يعمل مع نظام إرسال الموجة الحاملة المكبوتة للنطاق أحادي الجانب (إس إس بي- إس سي)، ما يؤدي إلى صوت «دونالد داك» المميز من هذه المستقبلات عند حثها قليلًا. ومع ذلك، يُستخدم النطاق أحادي الجانب على نطاق واسع في راديوالهواة والاتصالات الصوتية الأخرى نظرًا لكفاءة الطاقة وعرض النطاق الترددي (تقليل عرض النطاق الترددي للتردد اللاسلكي إلى النصف مقارنةً بمعيار إيه إم). من ناحيةٍ أخرى، يسمح معيار إيه إم مع الموجة الحاملة الكاملة، في البث الموجي المتوسط والقصير، بالاستقبال باستخدام أجهزة استقبال غير مكلفة. تستوعب جهة البث تكلفة الطاقة الإضافية لزيادة المستمعين المحتملين بشكلٍ كبير.

يُعد مرجع المطال من الوظائف الإضافية التي توفرها الموجة الحاملة في معيار إيه إم، إلا أنها تُفقد إما في نظام إرسال الموجة الحاملة المكبوتة بنطاق أحادي الجانب أوبنطاق جانبي مزدوج. في جهاز الاستقبال، يستجيب التحكم الأوتوماتيكي في الكسب (إيه جي سي) إلى الموجة الحاملة بحيث يبقى مستوى الصوت المُعاد إنتاجه في تناسب ثابت مع التضمين الأصلي. ومن ناحيةٍ أخرى، مع إرسال الموجة الحاملة المكبوتة لا توجد طاقة مرسلة أثناء التوقف المؤقت في التضمين، ولذلك يجب حتى يستجيب إيه جي سي لذروة القدرة المُرسلة في فترات بلوغ الذروة في التضمين. يتضمن هذا عادةً ما يسمى الهجوم السريع، دارة الاضمحلال البطيئ التي تحمل مستوى إيه جي سي لمدة ثانية أوأكثر بعد بلوغ القمم، بين المقاطع أوفترات التوقف القصيرة في البرنامج. وهذا أمر مقبول للغاية لأجهزة الاتصالات اللاسلكية، حيث يساعد ضغط الصوت على وضوحه. ومع ذلك، فإنه غير مرغوب فيه على الإطلاق بالنسبة للموسيقى أوبرامج البث العادية، حيث يُتسقط إعادة إنتاج طبق الأصل للبرنامج الأصلي، بما في ذلك مستويات التعديل المتنوعة.

نموذج متواضع من إيه إم يمكن استخدامه لإرسال البيانات الثنائية هوإبدال بالفتح والغلق، وهوأبسط شكل من أشكال الإبدال بإزاحة المطال، حيث تُمثل الأصفار والواحدات بوجود الموجة الحاملة أوعدم وجودها. وبالمثل، يُستخدم الإبدال بالفتح والغلق من قبل هواة الراديولإرسال شفرة مورس حيث يُعهد باسم تشغيل الموجة المستمرة (سي دبليو)، على الرغم من حتى الإرسال ليس «مستمرًا» تمامًا. يُستخدم الآن نموذج أكثر تعقيدًا لتقنية إيه إم، وهوالتضمين المطالي المتعامد مع البيانات الرقمية، مع زيادة كفاءة استخدام عرض النطاق الترددي المتاح.

طرق فك التضمين

يتكون أبسط شكل من أشكال فك التضمين المطالي من الدايود الذي شُكل ليكون بمثابة كاشف الغلاف. من الممكن حتى يوفر نوع آخر من فك التضمين، وهوكاشف الناتج، فك تضمين بجودة أفضل مع زيادة في تعقيد الدارة.

الموجة الحاملة والموجة المحمولة

فالإشارة AM تشكل موجتين مضمومتين: الموجة الحاملة عالية التردد حيث تبلغ طول موجتها نحوأربعة مليمتر بينما الموجة المحمولة ذات تردد منخفض ويبلغ طولها كما في الشكل نحوأربعة سنتيمتر. هذه هي الطريقة المتبعة في الاتصالات في البث والاستقبال والإذاعي والبث والاستقبال التلفزيوني بطريقة الإشارات المتماثلية وقبل نشأة الاتصال بالتقنية الرقمية.

إيجابياته

أبرز إيجابيات التضمين المطالي هي سهولة بنائه، ففي دائرة المضمن في ناحية الإرسال تحمل الرسالة على موجة حاملة, غالبا موجة جيبية (جا أوجتا) بتردد ما عن طريق توصيل مصدر الرسالة على التوالي مع مصدر الإشارة الجيبية ومن ثم إرسالها عبر [[قناة الإتصال الهوائيه. بينما في ناحية الاستقبال، يمكن لدائرة المستخلص حتى تكون مجرد كاشف ظروف لاستخلاص الرسالة المرسلة ضمن الموجة الحاملة، وكاشف الظروف هذا هوتعبير عن ثنائي يتبعه مكثف، كذلك يمكن تحصيل الرسالة بطريقة أخرى وهي استعمال مرشح ترددات منخفضة. لذا تعتبر سهولة البلوغ هي أبرز خصائص التضمين المطالي .

سلبياته

• يعيب التضمين المطالي شدة تأثره بالتشويش الجوي على عكس التضمين الزاوي بشقيه الطوري والترددي.
• كفائته الكهربائية منخفضة ولا تتجاوز في أحسن الأحوال 33.33% وتتأثر مباشرة بعامل يدعى درجة التضمين.
• كفاءة التضمين والاستخلاص في التضمين المطالي أقل منها في التضمين الترددي ويمكن التحقق من ذلك باستخدام راديوالسيارة حيث حتى معياري وضوح الصوت وجودته يميلان لصالح الترددي.

طرائق التضمين المطال

• تعديل سعة منخفض المستوى

يتم التعديل بهذه الطريقة عند مستويات طاقة منخفضة، وطاقة صغيرة جدًا تكون مرتبطة بالإشارة الحاملة والإشارة المعدلة. لذلك فإن الطاقة الناتجة عن عملية التعديل تكون منخفضة. لذا فإننا نحتاج إلى مضخم إلكتروني لتضخيم السعة المعدَّلة لما هومطلوب.

• تعديل سعة مرتفع المستوى

انظر أيضًا

• تضمين
• تضمين التردد
• تضمين الطور
• محول تضمين
• تضمين زائد

مراجع