Մոդուլացման տեխնիկայի հիմունքները

«Թվային-անալոգային փոխարկումը թվային տվյալների մեջ տեղեկատվության հիման վրա անալոգային ազդանշանի բնութագրիչներից որևէ մեկի փոփոխության գործընթացն է: Սինուսային ալիքը սահմանվում է երեք բնութագրով ՝ ամպլիտուդ, հաճախականություն և փուլ: Երբ մենք փոխում ենք այդ հատկանիշներից որևէ մեկին, մենք ստեղծում ենք այդ ալիքի այլ տարբերակ: Այսպիսով, փոխելով պարզ էլեկտրական ազդանշանի մեկ բնութագիրը, մենք կարող ենք օգտագործել այն թվային տվյալները ներկայացնելու համար: ----- FMUSER"


Թվային տվյալները անալոգային ազդանշանի մեջ մոդուլավորելու երեք մեխանիզմ կա. Ամպլիտտի հերթափոխի ստեղնավորում (ՀԱՐՑՐԵՔ), հաճախականության հերթափոխի ստեղնավորում (FSK) և փուլային հերթափոխի ստեղնավորում (ՊՍԿ) Բացի այդ, գոյություն ունի չորրորդ (և ավելի լավ) մեխանիզմ, որը համատեղում է և փոփոխվում է և 'ամպլիտուդը, և' փուլը, որը կոչվում է քառակուսի ամպլիտիվի մոդուլյացիա (QAM).

Չէ
Թվային տվյալների անալոգային փոխանցման համար պահանջվող թողունակությունը համամիտ է ազդանշանային փոխարժեքին, բացառությամբ FSK- ի, որի դեպքում անհրաժեշտ է ավելացնել կրիչի ազդանշանների միջև տարբերությունը:

Տես նաեւ, >> Համեմատությունը 8-QAM, 16-QAM, 32-QAM, 64-QAM 128-QAM, 256-QAM 

Կրիչի ազդանշան
Անալոգային փոխանցման դեպքում, ուղարկող սարքը արտադրում է բարձր հաճախականության ազդանշան, որը գործում է որպես տեղեկատվական ազդանշանի հիմք: Այս բազային ազդանշանը կոչվում է կրիչի ազդանշան կամ կրիչի հաճախականություն: Ստացող սարքը հարմարեցված է փոխադրողի ազդանշանի հաճախականությանը, որը սպասում է ուղարկողի կողմից: Դրանից հետո թվային տեղեկատվությունը փոխում է կրիչի ազդանշանը ՝ փոփոխելով դրա մեկ կամ մի քանի բնութագրերը (ամպլիտուդ, հաճախականություն կամ փուլ): Այս տեսակի փոփոխությունը կոչվում է ելլէջում (հերթափոխի բանալին):

1. Ամպլիտուդիայի հերթափոխի բանալին.
Ամպլիտուդային հերթափոխի ստեղնաշարի մեջ կրիչի ազդանշանի ամպլիտուդեսը փոփոխական է ՝ ազդանշանային տարրեր ստեղծելու համար: Թե հաճախությունը և թե փուլը մնում են կայուն, մինչ ամպլիտուդությունը փոխվում է:

Երկուական Հարցում (BASK)
ASK- ն սովորաբար իրականացվում է օգտագործելով ընդամենը երկու մակարդակ: Սա կոչվում է երկուական ամպլիտուդ հերթափոխի ստեղնաշար կամ միացման ստեղնաշար (OOK): Մեկ ազդանշանի մակարդակի գագաթնակետը կազմում է 0; մյուսը նույնն է, ինչ կրիչի հաճախության ամպլիտուդը: Հետևյալ ցուցանիշը տալիս է հայեցակարգային տեսակետ երկուական հարցումների վերաբերյալ:

 

Տես նաեւ, >> Ո՞րն է տարբերությունը ՀՀ և ՌԴ միջև: 

Իրականացում.
Եթե ​​թվային տվյալները ներկայացվում են որպես միաբևեռ NRZ թվային ազդանշան `1 Վ-ի բարձր լարումով և 0 Վ-ի ցածր լարումով, ապա իրականացումը կարող է հասնել` բազմապատկելով NRZ թվային ազդանշանը օվուլյատորից եկող կրիչի ազդանշանի միջոցով, որը ներկայացված է հետևյալ գծապատկերում: Երբ NRZ ազդանշանի ամպլիտուդությունը 1 է, պահվում է կրիչի հաճախության ամպլիտուդը. երբ NRZ ազդանշանի ամպլիտուդդը 0 է, կրիչի հաճախության ամպլիտուդը զրո է:




Թողունակությունը ASK- ի համար.
Փոխադրողի ազդանշանը միայն մեկ պարզ սինուսային ալիք է, բայց մոդուլյացիայի գործընթացը առաջացնում է ոչ պարբերական կոմպոզիտային ազդանշան: Այս ազդանշանն ունի հաճախականությունների շարունակական շարք: Ինչպես ակնկալում ենք, թողունակությունը համամասն է ազդանշանի արագությանը (բադերի արագություն):

Այնուամենայնիվ, սովորաբար կա մեկ այլ գործոն, որը կոչվում է d, որը կախված է մոդուլյացիայի և ֆիլտրման գործընթացից: D- ի արժեքը 0-ից մինչև 

●Սա նշանակում է, որ թողունակությունը կարող է արտահայտվել այնպես, ինչպես ցույց է տրված, որտեղ S- ն ազդանշանի արագությունն է, իսկ B- ը թողունակությունը:

Բանաձևը ցույց է տալիս, որ պահանջվող թողունակությունը ունի նվազագույն արժեք S և առավելագույն արժեք 2S: Այստեղ ամենակարևոր կետը թողունակության դիրքը: Լայնաշերտի կեսը գտնվում է այնտեղ, որտեղ գտնվում է կրիչի հաճախությունը: Սա նշանակում է, որ եթե մենք ունենք bandpass ալիք, մենք կարող ենք ընտրել մեր fc- ն այնպես, որ մոդուլացված ազդանշանը զբաղեցնում է այդ թողունակությունը: Իրականում սա թվային-անալոգային փոխակերպման ամենակարևոր առավելությունն է:

Տես նաեւ, >>Ո՞րն է QAM` քառակուսի ամպլիտուդի մոդուլյացիան 

2. Հաճախակի հերթափոխի ստեղնավորում

Հաճախակի հերթափոխի ստեղնաշարի դեպքում կրիչի ազդանշանի հաճախականությունը փոփոխվում է ՝ տվյալները ներկայացնելու համար: Մոդուլային ազդանշանի հաճախականությունը կայուն է մեկ ազդանշանային տարրի տևողության համար, բայց տվյալների ազդանշանի փոփոխության դեպքում փոփոխվում է հաջորդ ազդանշանային տարրի համար: Երկու գագաթային ամպլիտուդությունը և փուլը մնում են կայուն բոլոր ազդանշանային տարրերի համար:

Երկուական FSK (BFSK)
Երկուական FSK- ի (կամ BFSK) մասին մտածելու ձևերից մեկը `փոխադրողի երկու հաճախականությունը դիտարկելն է: Հետևյալ նկարում մենք ընտրեցինք երկու կրիչի հաճախականություններ f1 և f2: Մենք օգտագործում ենք առաջին կրիչը, եթե տվյալների տարրը 0 է; մենք օգտագործում ենք երկրորդը, եթե տվյալների տարրը 1 է:




Վերոնշյալ նկարը ցույց է տալիս, որ մեկ թողունակության կեսը f1 է, իսկ մյուսի կեսը `f2: F1- ը և f2- ը երկուսն էլ կախված են երկու կապանքների միջև ընկած կեսից: Երկու հաճախությունների միջև տարբերությունը 2∆f է:

Տես նաեւ, >> QAM Modulator & Demodulator  

Իրականացում.
BFSK- ի երկու ներդրում կա `ոչ համահունչ և համակցված. Ոչ համակարգված BFSK- ում կարող է լինել անջատողականություն այն փուլում, երբ մեկ ազդանշանային տարր ավարտվում է, իսկ հաջորդը սկսվում է: Համատեղ BFSK- ում փուլը շարունակվում է երկու ազդանշանային տարրերի սահմանով: Ոչ համակարգված BFSK- ն կարող է իրականացվել `օգտագործելով BFSK- ը որպես երկու ASK մոդուլյացիա և օգտագործելով երկու կրիչ հաճախականություններ: Համատեղ BFSK- ն կարող է իրականացվել `օգտագործելով մեկ լարման կողմից վերահսկվող տատանում (VCO), որը փոխում է դրա հաճախությունը ըստ մուտքային լարման:

Հետևյալ նկարը ցույց է տալիս պարզեցված գաղափարը երկրորդ իրականացման հետևում: Օսլիկատորի մուտքը միաբևեռ NRZ ազդանշանն է: Երբ NRZ- ի ամպլիտուդը զրոյական է, տատանվողը պահում է իր կանոնավոր հաճախականությունը. երբ ամպլիտուդը դրական է, հաճախությունը մեծանում է:

Լայնաշերտը BFSK- ի համար.

Վերոնշյալ ցուցանիշը ցույց է տալիս FSK- ի թողունակությունը: Կրկին կրիչի ազդանշանները միայն պարզ սինուսային ալիքներն են, բայց մոդուլյացիան ստեղծում է ոչ պարբերական կոմպոզիտային ազդանշան ՝ շարունակական հաճախություններով: Մենք կարող ենք մտածել FSK- ի ՝ որպես ASK- ի երկու ազդանշանի մասին, որոնցից յուրաքանչյուրն ունի իր կրիչի հաճախականությունը f1 և f2: Եթե ​​երկու հաճախությունների միջև տարբերությունը 2 isf է, ապա պահանջվող թողունակությունն է

3. Փուլի հերթափոխի ստեղնաշար.
Փուլային հերթափոխման ստեղնաշարի մեջ կրիչի փուլը փոփոխական է `ներկայացնելով երկու կամ ավելի տարբեր ազդանշանային տարրեր: Երկու գագաթնակետային լայնությունը և հաճախությունը մնում են կայուն, քանի որ փուլը փոխվում է:

Երկուական PSK (BPSK):
Ամենապարզ PSK- ը երկուական PSK- ն է, որում մենք ունենք ընդամենը երկու ազդանշանային տարր ՝ մեկը 0 ° փուլով, իսկ մյուսը ՝ 180 ° փուլով: Հետևյալ ցուցանիշը տալիս է հայեցակարգային տեսակետ PSK- ի վերաբերյալ: Երկուական PSK- ը նույնքան պարզ է, որքան երկուական ASK- ն `մեկ մեծ առավելությամբ. Այն ավելի քիչ է ենթակա աղմուկի: ASK- ում բիթի հայտնաբերման չափանիշը ազդանշանի ամպլիտուդն է: Բայց PSK- ում դա փուլն է: Աղմուկը կարող է ավելի հեշտ փոխել ամպլիտուդը, քան կարող է փոխել փուլը: Այլ կերպ ասած, PSK- ն ավելի քիչ է ենթակա աղմուկի, քան ASK- ն: PSK- ն ավելի բարձր է FSK- ից, քանի որ մեզ հարկավոր չէ երկու կրիչի ազդանշան:

Խումբլայնությունը:
Լայնաշերտը նույնն է, ինչ երկուական ASK- ի համար, բայց BFSK- ից պակաս: Ոչ մի թողունակություն չի վատնում երկու կրիչ ազդանշանները բաժանելու համար:

Տես նաեւ, >>512 QAM vs 1024 QAM vs 2048 QAM vs 4096 QAM մոդուլյացիայի տեսակները

Իրականացում.
BPSK- ի իրականացումը նույնքան պարզ է, որքան ASK- ն: Պատճառն այն է, որ 180 ° փուլով ազդանշանային տարրը կարելի է համարել որպես ազդանշանային տարրի լրացում 0 ° փուլով: Սա մեզ հնարավորություն է տալիս ցուցադրել, թե ինչպես իրականացնել BPSK- ն: Մենք օգտագործում ենք բևեռային NRZ ազդանշան միաբևեռ NRZ ազդանշանի փոխարեն, ինչպես ցույց է տրված հետևյալ նկարում: Բևեռային NRZ ազդանշանը բազմապատկվում է կրիչի հաճախականությամբ: 1 բիտը (դրական լարման) ներկայացված է փուլով `0 ° -ից սկսած, 0 բիտը (բացասական լարման) ներկայացված է փուլով, որը սկսվում է 180 ° -ից:

 

4. Քառակուսու ամպլիտուդի մոդուլյացիա (QAM)
PSK- ն սահմանափակված է սարքավորումների ունակությամբ `փուլային տարբերությունները փոքրացնելու համար: Այս գործոնը սահմանափակում է իր հավանական բիտ արագությունը: Մինչ այժմ մենք մի ժամանակ փոփոխություններ ենք կատարել սինուսային ալիքի երեք բնութագրիչներից միայն մեկը. բայց ի՞նչ անել, եթե երկուսը փոխենք: Ինչո՞ւ չհամընկնել ASK- ն և PSK- ը: Երկու կրիչի ՝ մեկ փուլային և մյուս քառակուսու օգտագործման տարբեր գաղափարներ ՝ յուրաքանչյուր փոխադրողի համար տարբեր լայնության մակարդակներով, քառակուսու ամպլիտուդացման մոդուլյացիայի (QAM) հետևում է:

QAM- ի հնարավոր տատանումները բազմաթիվ են: Հետևյալ նկարը ցույց է տալիս այս սխեմաներից մի քանիսը: Հետևյալ գծապատկերում Մաս a- ը ցույց է տալիս ամենապարզ 4-QAM սխեման (չորս տարբեր ազդանշանային տարրերի տեսակներ) `օգտագործելով միաբևեռ NRZ ազդանշան` յուրաքանչյուր կրիչի մոդուլացման համար: Սա նույն մեխանիզմն է, որը մենք օգտագործել ենք ASK (OOK) համար: Մաս b- ը ցույց է տալիս ևս 4-QAM, օգտագործելով բևեռային NRZ, բայց սա ճիշտ նույնն է, ինչ QPSK- ով: Մաս c- ը ցույց է տալիս ևս մեկ QAM-4, որում մենք օգտագործեցինք երկու դրական մակարդակ ունեցող ազդանշան `երկու փոխադրողներից յուրաքանչյուրը կարգավորելու համար: Վերջապես, Part - d- ը ցույց է տալիս ազդանշանի 16-QAM համաստեղությունը ՝ ութ մակարդակով, չորս դրական և չորս բացասական:

Դուք կարող եք նաեւ սիրում: >>Ո՞րն է տարբերությունը «dB» - ի, «dBm» - ի և «dBi» - ի միջև: 
                                >>Ինչպե՞ս բեռնել / ավելացնել M3U / M3U8 IPTV երգացանկերը Ձեռքով `աջակցվող սարքերի վրա
                                >>Ինչ է VSWR. Լարման կայուն ալիքի հարաբերակցություն

Թողնել հաղորդագրություն 

հաղորդագրություն ցուցակ