Основи на техники за модулација

„Дигитална во аналогна конверзија е процес на промена на една од карактеристиките на аналогниот сигнал заснована на информациите во дигиталните податоци. Синусен бран е дефиниран со три карактеристики: амплитуда, фреквенција и фаза. Кога менуваме некој од овие карактеристики, создаваме различна верзија на тој бран. Значи, со промена на една карактеристика на едноставен електричен сигнал, можеме да го користиме за да претставува дигитални податоци. ----- ФМУСЕР"


Постојат три механизми за модулирање на дигиталните податоци во аналоген сигнал: тастатура за промена на амплитудата (АСК), тастатура за промена на фреквенцијата (FSK) и тастатура за промена на фазата (ПСК) Покрај тоа, постои четврт (и подобар) механизам кој комбинира промена на амплитудата и фазата, наречен квадратурна амплитудна модулација (QAM).

Пропусен опсег
Потребната ширина на опсег за аналогно пренесување на дигитални податоци е пропорционална со брзината на сигналот, освен за FSK, во која треба да се додаде разликата помеѓу сигналите на носачот.

Види исто така: >> Споредба на 8-QAM, 16-QAM, 32-QAM, 64-QAM 128-QAM, 256-QAM 

Сигнал за носач
Во аналогниот пренос, уредот што испраќа произведува сигнал со висока фреквенција што делува како основа за информативниот сигнал. Овој основен сигнал се нарекува сигнал на носач или фреквенција на носач. Уредот за прием е подесен на фреквенцијата на сигналот на носачот што го очекува од испраќачот. Дигиталните информации потоа го менуваат носачот на сигнал со изменување на една или повеќе од неговите карактеристики (амплитуда, фреквенција или фаза). Овој вид модификација се нарекува модулација (копче за смена).

1. Приврзок за промена на амплитудата:
Во тастатурата за смена на амплитудата, амплитудата на сигналот на носачот е разновидна за да создаде сигнални елементи. Фреквенцијата и фазата остануваат константни додека амплитудата се менува.

Бинарна ПРАШАА (БАСКА)
ASK нормално се спроведува со употреба на само две нивоа. Ова е наведено како копче за смена за смена на бинарни амплитуди или тастатура за вклучување (OOK). Врвот на амплитудата на едно ниво на сигнал е 0; другиот е ист како амплитудата на фреквенцијата на превозникот. Следната слика дава концептуален поглед на бинарните Прашања.

 

Види исто така: >> Која е разликата помеѓу АМ и ФМ? 

Имплементација:
Ако дигиталните податоци се претстават како униполарен дигитален сигнал NRZ со висок напон од 1V и низок напон од 0V, имплементацијата може да се постигне со множење на дигиталниот сигнал NRZ со сигналот на носачот кој доаѓа од осцилатор кој е претставен на следната слика. Кога амплитудата на сигналот NRZ е 1, се одржува амплитудата на фреквенцијата на носачот; кога амплитудата на сигналот NRZ е 0, амплитудата на фреквенцијата на носачот е нула.




Ширина на опсег за ASK:
Сигналот на носачот е само еден едноставен синусен бран, но процесот на модулација произведува не-периодичен композитен сигнал. Овој сигнал има континуиран сет на фреквенции. Како што очекуваме, широчината на опсег е пропорционална со брзината на сигналот (стапка на бауд).

Сепак, вообичаено е вклучен уште еден фактор, наречен d, што зависи од процесот на модулација и филтрирање. Вредноста на d е помеѓу 0 и 

●Ова значи дека широчината на опсег може да се изрази како што е прикажано, каде што С е стапка на сигнал и Б е ширина на опсег.

Формулата покажува дека потребниот опсег има минимална вредност на S и максимална вредност од 2S. Најважната точка овде е локацијата на широчината на опсегот. Средината на широчината на опсег е онаму каде што се наоѓа fc фреквенцијата на превозникот. Ова значи дека ако имаме достапен опсег канал, можеме да го избереме нашиот компјутер така што модулираниот сигнал го зафаќа тој опсег. Ова е всушност најважната предност на конверзијата дигитално во аналогно.

Види исто така: >>Што е QAM: модулација на квадратна амплитуда 

2. Поврзување на фреквенцијата на смена

Во тастатурата за промена на фреквенцијата, фреквенцијата на сигналот на носачот е различна за да ги претставува податоците. Фреквенцијата на модулираниот сигнал е константна за времетраењето на еден сигнален елемент, но се менува за следниот елемент на сигналот ако се менува елементот на податоци. Двете врвни амплитуди и фаза остануваат константни за сите сигнални елементи.

Бинарни ФСК (БФСК)
Еден начин да размислите за бинарни FSK (или BFSK) е да разгледате две фреквенции на превозникот. На следната слика, избравме две фреквенции на превозникот f1 и f2. Ние го користиме првиот превозник ако елементот за податоци е 0; го користиме вториот ако елементот на податоци е 1.




Горенаведената слика покажува, средината на едниот ширина на опсег е f1, а средината на другата е f2. И f1 и f2 се без разлика од средната точка помеѓу двата бенда. Разликата помеѓу двете фреквенции е 2∆f.

Види исто така: >> QAM модулатор и демодулатор  

Имплементација:
Постојат две имплементации на БФСК: не кохерентни и кохерентни. Во некохерентен BFSK, може да има дисконтинуитет во фазата кога еден сигнален елемент ќе заврши, а следниот започнува. Во кохерентен BFSK, фазата продолжува преку границата на два сигнални елементи. Некохерентен BFSK може да се примени со третирање на BFSK како две ASK модулации и со користење на две фреквенции на превозникот. Кохерентен BFSK може да се спроведе со употреба на еден осцилатор контролиран во напон (VCO) кој ја менува неговата фреквенција според влезниот напон.

Следната слика ја покажува поедноставената идеја зад втората имплементација. Влезот во осцилаторот е униполарниот сигнал NRZ. Кога амплитудата на NRZ е нула, осцилаторот ја одржува својата редовна фреквенција; кога амплитудата е позитивна, фреквенцијата е зголемена.

Ширина на опсег за BFSK:

Горенаведената слика ја покажува широчината на опсегот на FSK. Повторно сигналите на носачот се само едноставни синусни бранови, но модулацијата создава не-периодичен композитен сигнал со постојани фреквенции. Можеме да мислиме на FSK како два сигнали ASK, секој со своја фреквенција на превозникот f1 и f2. Ако разликата помеѓу двете фреквенции е 2∆f, тогаш потребната ширина на опсег е

3. Копче за промена на фазата:
Во фази на смена во фази, фазата на носачот е различна за да претставува два или повеќе различни сигнални елементи. Двете врвни амплитуди и фреквенција остануваат константни додека фазата се менува.

Бинарни ПСК (БПСК):
Наједноставниот PSK е бинарен PSK, во кој имаме само два сигнални елементи, едниот со фаза од 0 °, а другиот со фаза од 180 °. Следната слика дава концептуален поглед на ПСК. Бинарскиот PSK е едноставен како и бинарниот ASK со една голема предност - помалку е подложен на бучава. Во ASK, критериум за откривање на бит е амплитудата на сигналот. Но, во ПСК, таа е фаза. Бучавата може да ја смени амплитудата полесно отколку што може да ја промени фазата. Со други зборови, ПСК е помалку подложна на бучава отколку АСК. ПСК е супериорен во однос на ФСК затоа што не ни требаат два сигнални превозникот.

Бендширина:
Широкопојасниот опсег е ист како оној за бинарниот ASK, но помалку од оној за BFSK. Ниту еден опсег не се троши за одвојување на два сигнални носачи.

Види исто така: >>512 QAM vs 1024 QAM vs 2048 QAM vs 4096 QAM типови на модулација

Имплементација:
Имплементацијата на BPSK е едноставна како онаа за ASK. Причината е дека сигналниот елемент со фаза 180 ° може да се смета како комплемент на елементот на сигналот со фаза 0 °. Ова ни дава поим за тоа како да се спроведе BPSK. Ние користиме поларен NRZ сигнал наместо униполарен NRZ сигнал, како што е прикажано на следната слика. Поларниот NRZ сигнал се множи со фреквенцијата на носачот. 1 бит (позитивен напон) е претставен со фаза со почеток од 0 ° 0 бит (негативен напон) е претставен со фаза која започнува од 180 °.

 

4. Модулација на квадратни амплитуди (QAM)
PSK е ограничен со можноста на опремата да разликува мали разлики во фаза. Овој фактор ја ограничува неговата потенцијална стапка на бит. Досега сме менувале само една од трите карактеристики на синусен бран истовремено; Но, што ако се смениме двајца? Зошто да не ги комбинираме АСК и ПСК? Идејата за употреба на два носач, еден во фаза и другиот квадрат, со различни нивоа на амплитудата за секој превозник е концептот зад модулацијата на квадратна амплитудна големина (QAM).

Можните варијации на QAM се многубројни. Следната слика покажува некои од овие шеми. На следната слика Дел А ја покажува наједноставната шема 4-QAM (четири различни типа на елементи на сигналот) со употреба на униполарен NRZ сигнал за модулирање на секој носач. Ова е истиот механизам што го користевме за ПРАШАА (ООК). Дел b покажува уште 4-QAM со користење на поларен NRZ, но ова е точно исто како и QPSK. Дел c покажува друг QAM-4 во кој користевме сигнал со две позитивни нивоа за да модулираме секој од двата носач. Конечно, Дел - г покажува 16-QAM констелација на сигнал со осум нивоа, четири позитивни и четири негативни.

Вие исто така може како: >>Која е разликата помеѓу „dB“, „dBm“ и „dBi“? 
                                >>Како да се вчитаат / додадат рачните листи за репродукција M3U / M3U8 IPTV, на поддршка на уредите
                                >>Што е VSWR: Сооднос на волтажа на напон

Остави порака 

Список со пораки