Kadangi mes gyvename komunikacijos eroje, kai mes galime lengvai perduoti bet kokios formos informaciją (vaizdo, garso ir kitus duomenis) elektrinių signalų pavidalu į bet kurį kitą įrenginį ar paskirtą sritį. Nors mūsų suvokimo patirtimi įprasta, kad signalų ar duomenų siuntimas ar priėmimas yra paprastas, tačiau tai apima gana sudėtingas procedūras, galimybes ir susijusius scenarijus ryšių sistemos . Taigi, kalbant apie komunikacijos sistemas, moduliacijai tenka esminė atsakomybė komunikacijos sistemoje už skaitmeninės informacijos kodavimą analoginiame pasaulyje. Labai svarbu moduliuoti signalus prieš siunčiant juos į imtuvo skyrių, kad būtų galima perduoti didesnį atstumą, tikslią duomenų perdavimą ir mažai triukšmo keliančius duomenis. Norėdami būti aiškūs, pasinerkime į išsamią koncepciją, kaip žinoti, kas yra moduliacija, skirtingi jos tipai ir kokie yra moduliacija komunikacijos sistemose naudojamos technikos.
Kas yra moduliacija?
Moduliacija yra perduodamos bangos charakteristikų keitimo procesas, uždedant pranešimo signalą į aukšto dažnio signalą. Šiame procese vaizdo, balso ir kiti duomenų signalai modifikuoja aukšto dažnio signalus - dar vadinamus nešiklio banga . Ši nešiklio banga gali būti nuolatinė arba kintama arba impulsinė grandinė, priklausomai nuo naudojamos programos. Paprastai aukšto dažnio sinusinė banga naudojama kaip nešiklio bangos signalas.
Šie moduliavimo būdai skirstomi į du pagrindinius tipus: analoginį ir skaitmeninį arba pulso moduliacija . Prieš toliau diskutuodami apie įvairius moduliacijos būdus, supraskime moduliacijos svarbą.
Kodėl moduliacija naudojama bendraujant?
- Taikant moduliavimo techniką, pranešimo signalo dažnis padidinamas iki diapazono, kad jis būtų naudingesnis perdavimui. Šie punktai apibūdina moduliacijos svarbą komunikacijos sistemoje.
- Į signalo perdavimas , signalai iš įvairių šaltinių perduodami vienu kanalu vienu metu naudojant multiplekserius. Jei šie signalai perduodami vienu metu su tam tikru pralaidumu, jie sukelia trukdžius. Norėdami tai įveikti, kalbos signalai moduliuojami įvairiais nešlio dažniais, kad imtuvas juos nustatytų norimam jo paties pasirinktam pralaidumui perdavimo diapazone.
- Kita techninė priežastis yra antena antenos dydis yra atvirkščiai proporcingas spinduliuojamo signalo dažniui. Antenos apertūros dydis yra mažiausiai dešimtadalis signalo bangos ilgio. Jo dydis nėra praktiškas, jei signalas yra 5 kHz, todėl padidinus dažnį moduliuojant, tikrai sumažės antenos aukštis.
- Moduliavimas yra svarbus norint perduoti signalus dideliais atstumais, nes neįmanoma siųsti žemo dažnio signalų didesniems atstumams.
- Panašiai, moduliacija taip pat yra svarbi norint skirti daugiau kanalų vartotojams ir padidinti triukšmo atsparumą.
Norėdami pradėti sužinoti apie išsamią informaciją apie moduliacijos metodus, praneškite mums apie jų tipus signalus moduliacijos procese .
Moduliuojantis signalas
Šis signalas taip pat vadinamas pranešimo signalu. Jame yra duomenys, kuriuos reikia perduoti, todėl tai vadinama pranešimo signalu. Tai laikoma pagrindinės juostos signalu, kur jis yra moduliuojamas, kad būtų transliuojamas ar perduodamas. Dėl to tai yra moduliuojantis signalas.
Vežėjo signalas
Tai yra didelis dažnio signalo diapazonas, turintis specifinę amplitudės, dažnio ir fazių lygį, tačiau jis neturi duomenų. Taigi, jis vadinamas nešlio signalu, nes yra tuščias. Tai paprasčiausiai naudojama perduoti pranešimą imtuvo sekcijai po moduliavimo proceso.
Moduliuojamas signalas
Sekantis signalas, gaunamas atlikus moduliavimo procedūrą, vadinamas moduliuojamu signalu. Tai yra tiek nešlio, tiek moduliuojančių signalų sandauga.
Skirtingi moduliacijos tipai
Dvi moduliacijos rūšys: analoginės ir skaitmeninės moduliacijos technikos jau buvo aptartos. Abiem būdais pagrindinės juostos informacija paverčiama radijo dažnio signalais, tačiau analoginės moduliacijos atveju šie RF ryšys signalai yra ištisinis verčių diapazonas, tuo tarpu skaitmeninėje moduliacijoje tai yra iš anksto numatytos diskrečios būsenos.
Moduliacijos tipai
Analoginis moduliavimas
Šiame moduliavime nuolat kintanti sinusinė banga naudojama kaip nešimo banga, kuri moduliuoja pranešimo signalą arba duomenų signalą. Sinusoidinės bangos bendra funkcija parodyta toliau pateiktame paveikslėlyje, kuriame moduliavimui gauti galima pakeisti tris parametrus - jie daugiausia yra amplitudė, dažnis ir fazė, taigi analoginio moduliavimo tipai yra:
- Amplitudės moduliacija (AM)
- Dažnio moduliacija (FM)
- Fazės moduliacija (PM)
Į amplitudės moduliacija , nešlio bangos amplitudė kinta proporcingai pranešimo signalui, o kiti veiksniai, tokie kaip dažnis ir fazė, išlieka pastovūs. Moduliuotas signalas parodytas žemiau esančiame paveikslėlyje, o jo spektrą sudaro apatinės dažnių juostos, viršutinio dažnio juostos ir nešlio dažnio komponentai. Šio tipo moduliacija reikalauja didesnio pralaidumo, daugiau energijos. Filtruoti šiame moduliavime yra labai sunku.
Analoginio moduliavimo tipai
Dažnio moduliacija (FM) keičia nešlio dažnį proporcingai pranešimui ar duomenų signalui, išlaikydamas pastovius kitus parametrus. FM pranašumas prieš AM yra didesnis triukšmo slopinimas pralaidumo FM sąskaita. Jis naudojamas tokiose programose kaip radijas, radarai, telemetriniai seisminiai tyrimai ir pan. Efektyvumas ir pralaidumas priklauso nuo moduliacijos indekso ir maksimalaus moduliavimo dažnio.
Į fazės moduliacija , nešlio fazė keičiama atsižvelgiant į duomenų signalą. Šio tipo moduliacija, pakeitus fazę, taip pat turi įtakos dažniui, taigi ši moduliacija taip pat patenka į dažnio moduliaciją.
Analoginė moduliacija (AM, FM ir PM) yra jautresnė triukšmui. Jei triukšmas patenka į sistemą, jis išlieka ir pernešamas iki galinio imtuvo. Todėl šį trūkumą galima įveikti skaitmeninės moduliacijos technika.
ESU
Skaitmeninė moduliacija
Siekiant geresnės kokybės ir efektyvaus ryšio, naudojama skaitmeninės moduliacijos technika. Pagrindiniai skaitmeninės moduliacijos privalumai, palyginti su analogine moduliacija, yra leistina galia, esamas pralaidumas ir didelis triukšmo atsparumas. Skaitmeninėje moduliacijoje pranešimo signalas konvertuojamas iš analoginio į skaitmeninį pranešimą ir tada moduliuojamas naudojant nešlio bangą.
Nešiklio banga yra klavišinė arba įjungiama ir išjungiama, kad būtų sukurti impulsai, kad signalas būtų moduliuojamas. Panašus į analogą, čia tokie parametrai kaip nešiklio bangos amplitudė, dažnis ir fazės kitimas lemia skaitmeninės moduliacijos tipą.
skaitmeninės moduliacijos rūšys yra pagrįsti signalo tipu ir naudojama programa, tokia kaip amplitudės poslinkio klavišas, dažnio perjungimo klavišas, fazės poslinkio klavišas, diferencialinis fazės poslinkio klavišas, kvadratūros fazės poslinkio klavišas, minimalus poslinkio klavišas, minimalus Gauso poslinkio klavišas, stačiakampio dažnio skyriaus multipleksavimas ir kt. , kaip parodyta paveikslėlyje.
Amplitudės poslinkio keitimas keičia nešlio bangos amplitudę, atsižvelgiant į pagrindinio dažnių juostos signalą arba pranešimo signalą, kuris yra skaitmeninis. Jis naudojamas žemos dažnių juostos reikalavimams ir yra jautrus triukšmui.
Taikant dažnio perjungimo raktą, nešlio bangos dažnis keičiamas kiekvienam skaitmeninių duomenų simboliui. Jam reikia didesnio pralaidumo, kaip parodyta paveikslėlyje. Panašiai fazės poslinkio keitimas keičia kiekvieno simbolio laikiklio fazę ir jis yra mažiau jautrus triukšmui.
Dažnio moduliacija
Norint sukurti dažnio moduliuojamą bangą, radijo bangos dažnis keičiamas atsižvelgiant į įvesties signalo amplitudę.
Dažnio moduliacija
Kai garso banga moduliuojama su radijo dažnio nešlio signalu, sugeneruotas dažnio signalas pakeis savo dažnio lygį. Reikia pastebėti variacijos, kuria banga juda aukštyn ir žemyn. Tai vadinama nuokrypiu ir paprastai pateikiama kaip kHz nuokrypis.
Pavyzdžiui, kai signalo nuokrypis yra + arba - 3kHz, tada jis vaizduojamas kaip ± 3kHz. Tai reiškia, kad nešlio signalo nuokrypis aukštyn ir žemyn yra 3 kHz.
Transliacijos stotims, kurioms reikalingas labai aukšto dažnio diapazonas (88,5–108 MHz diapazone), joms tikrai reikia didelio nuokrypio, kuris yra beveik ± 75 kHz. Tai vadinama plačiajuosčio dažnio moduliacija. Šio diapazono signalai gali padėti užtikrinti aukštą perdavimo kokybę, tačiau jiems taip pat reikia didesnio pralaidumo. Paprastai kiekvienam WBFM leidžiama 200 kHz. Siaurojo dažnio FM pakanka ± 3 kHz nuokrypio.
Įgyvendinant FM bangą, naudingiau žinoti moduliacijos efektyvumo diapazoną. Tai yra parametras nustatant tokius veiksnius kaip žinant signalo tipą - plačiajuosčio ar siauros juostos FM signalą. Tai taip pat padeda įsitikinti, kad visi imtuvai ar siųstuvai, esantys sistemoje, yra užprogramuoti prisitaikyti prie standartizuoto moduliacijos diapazono, nes tai rodo poveikį tokiems veiksniams kaip kanalų atstumas, imtuvo pralaidumas ir kt.
Taigi, norint žymėti moduliacijos lygį, reikia nustatyti moduliacijos indeksą ir nuokrypio santykio parametrus.
Kitoks dažnio moduliacijos tipai įtraukti šiuos dalykus.
Siauros juostos FM
- Tai vadinama dažnio moduliacijos tipu, kai moduliacijos indekso vertė yra per maža.
- Kai moduliacijos indekso reikšmė yra<0.3, then there will be an only carrier and corresponding sidebands having bandwidth as twice the modulating signal. So, β ≤ 0.3 is called narrow band frequency modulation.
- Didžiausias moduliuojančio dažnio diapazonas yra 3 kHz
- Didžiausia dažnio nuokrypio vertė yra 75 kHz
Plataus diapazono FM
- Tai vadinama dažnio moduliacijos tipu, kai moduliacijos indekso vertė yra didelė.
- Kai moduliacijos indekso vertė yra> 0,3, tada bus daugiau nei dvi šoninės juostos, kurių pralaidumas yra dvigubai didesnis nei moduliuojančio signalo. Padidėjus moduliacijos indekso vertei, padidėja šoninių juostų skaičius. Taigi, β> 0,3 vadinamas siauros juostos dažnio moduliacija.
- Didžiausias moduliuojančių dažnių diapazonas yra tarp 30 Hz - 15 kHz
- Didžiausia dažnio nuokrypio vertė yra 75 kHz
- Šiam dažnio moduliavimui reikalingas didesnis pralaidumo diapazonas, kuris beveik 15 kartų lenkia siauros juostos dažnio moduliaciją.
Kiti komunikacijos sistemoje naudojami moduliacijos būdai yra šie:
- Dvejetainis fazės poslinkio klavišas
- Diferencinis fazės poslinkio klavišas
- Diferencinis kvadratūros fazės poslinkio klavišas
- Poslinkio kvadratūros fazės poslinkio klavišas
- Garso FSK
- Multi FSK
- Dviejų tonų FSK
- Mažiausias klavišo poslinkis
- Gauso minimalaus poslinkio klavišas
- Tinklinis koduojamas moduliacijos tipas
Įvairių tipų moduliacijos privalumai
Perdavimo tikslais duomenų dydis antena turi būti labai didelis, kol nebuvo pasiūlyta moduliacijos technika. Ryšio lygis tampa ribotas, nes nebus tolimojo ryšio, kurio iškraipymai būtų lygūs nuliui.
Taigi, plėtojant moduliaciją, yra daug naudos ryšių sistemos . Moduliacijos privalumai yra šie:
- Antenos dydį galima sumažinti
- Nebūna jokio signalo konsolidavimo
- Patobulintas bendravimo diapazonas
- Bus multipleksavimo galimybė
- Galima priderinti pralaidumą pagal reikalavimus
- Pagerėja priėmimo kokybė
- Geresnis našumas ir efektyvumas
Įvairių tipų moduliacijos taikymas
Yra daug įvairių moduliavimo būdų, kurie yra:
- Įdiegta muzikos maišymo ir magnetinių juostų įrašymo sistemose
- Stebėti naujai gimusių vaikų EEG stebėjimą
- Naudojamas telemetrijoje
- Naudotas radaras
- FM transliavimo būdai
Kad šis straipsnis nebūtų sudėtingas, kai kurios matematinės lygtys ir išsami informacija apie skaitmeninių ryšių sistemas buvo atleista. Tačiau pastangos įdėti į šį straipsnį užtikrina pagrindinę informaciją apie įvairius dalykus moduliacijos tipai ryšių sistemoje . Be to, svarbiau aiškiai žinoti, kas yra
