Καθώς ζούμε σε μια εποχή επικοινωνίας όπου μπορούμε εύκολα να μεταφέρουμε οποιαδήποτε μορφή πληροφοριών (βίντεο, ήχος και άλλα δεδομένα) με τη μορφή ηλεκτρικών σημάτων σε οποιαδήποτε άλλη συσκευή ή προορισμένη περιοχή. Παρόλο που είναι σύνηθες στην αντιληπτική μας εμπειρία ότι η αποστολή ή λήψη σημάτων ή δεδομένων είναι απλή, αλλά περιλαμβάνει πολύπλοκες διαδικασίες, δυνατότητες και εμπλεκόμενα σενάρια εντός του συστήματα επικοινωνίας . Έτσι, στο πεδίο των συστημάτων επικοινωνίας, τα παιχνίδια διαμόρφωσης κατέχουν ζωτική ευθύνη στο σύστημα επικοινωνίας για την κωδικοποίηση πληροφοριών ψηφιακά στον αναλογικό κόσμο. Είναι πολύ σημαντικό να διαμορφώσετε τα σήματα πριν τα στείλετε στο τμήμα δέκτη για μεγαλύτερη μεταφορά απόστασης, ακριβή μεταφορά δεδομένων και λήψη δεδομένων χαμηλού θορύβου. Για να είμαστε σαφείς, ας βυθίσουμε στη λεπτομερή έννοια του να γνωρίζουμε τι είναι η διαμόρφωση, διαφορετικοί τύποι σε αυτό και ποιοι είναι οι τύποι διαμόρφωση τεχνικές που χρησιμοποιούνται σε συστήματα επικοινωνίας.
Τι είναι η Διαμόρφωση;
Η διαμόρφωση είναι μια διαδικασία αλλαγής των χαρακτηριστικών του κύματος που θα μεταδοθεί με την υπέρθεση του σήματος μηνύματος στο σήμα υψηλής συχνότητας. Σε αυτήν τη διαδικασία, τα σήματα βίντεο, φωνής και άλλων δεδομένων τροποποιούν σήματα υψηλής συχνότητας - επίσης γνωστά ως μεταφορικό κύμα . Αυτό το κύμα μεταφοράς μπορεί να είναι DC ή AC ή παλμική αλυσίδα ανάλογα με την εφαρμογή που χρησιμοποιείται. Συνήθως, ένα ημιτονοειδές κύμα υψηλής συχνότητας χρησιμοποιείται ως σήμα κύματος φορέα.
Αυτές οι τεχνικές διαμόρφωσης ταξινομούνται σε δύο βασικούς τύπους: αναλογικά και ψηφιακά ή διαμόρφωση παλμού . Πριν συζητήσουμε περαιτέρω τους διαφορετικούς τύπους τεχνικών διαμόρφωσης, ας κατανοήσουμε τη σημασία της διαμόρφωσης.
Γιατί χρησιμοποιείται η Διαμόρφωση στην Επικοινωνία;
- Στην τεχνική διαμόρφωσης, η συχνότητα σήματος μηνυμάτων αυξάνεται σε ένα εύρος έτσι ώστε να είναι πιο χρήσιμη για μετάδοση. Τα ακόλουθα σημεία περιγράφουν τη σημασία της διαμόρφωσης στο σύστημα επικοινωνίας.
- Σε μετάδοση σήματος , τα σήματα από διάφορες πηγές μεταδίδονται μέσω ενός κοινού καναλιού ταυτόχρονα χρησιμοποιώντας πολυπλέκτες. Εάν αυτά τα σήματα μεταδίδονται ταυτόχρονα με ένα συγκεκριμένο εύρος ζώνης, προκαλούν παρεμβολές. Για να ξεπεραστεί αυτό, τα σήματα ομιλίας διαμορφώνονται σε διάφορες συχνότητες φορέα ώστε ο δέκτης να τα συντονίζει στο επιθυμητό εύρος ζώνης της επιλογής του εντός του εύρους μετάδοσης.
- Ένας άλλος τεχνικός λόγος είναι κεραία μέγεθος το μέγεθος της κεραίας είναι αντιστρόφως ανάλογο με τη συχνότητα του ακτινοβολημένου σήματος. Η σειρά του μεγέθους του ανοίγματος της κεραίας είναι τουλάχιστον το ένα δέκατο του μήκους κύματος του σήματος. Το μέγεθός του δεν είναι εφικτό εάν το σήμα είναι 5 kHz επομένως, η αύξηση της συχνότητας με διαμόρφωση της διαδικασίας θα μειώσει σίγουρα το ύψος της κεραίας.
- Η διαμόρφωση είναι σημαντική για τη μεταφορά των σημάτων σε μεγάλες αποστάσεις, καθώς δεν είναι δυνατή η αποστολή σημάτων χαμηλής συχνότητας για μεγαλύτερες αποστάσεις.
- Παρομοίως, η διαμόρφωση είναι επίσης σημαντική για την κατανομή περισσότερων καναλιών για τους χρήστες και για την αύξηση της θωράκισης.
Για να μάθουμε για λεπτομερείς πληροφορίες σχετικά με τις τεχνικές διαμόρφωσης, ενημερώστε μας σχετικά με τους τύπους σήματα στη διαδικασία διαμόρφωσης .
Διαμόρφωση σήματος
Αυτό το σήμα ονομάζεται επίσης ως σήμα μηνύματος. Διατηρεί τα δεδομένα που πρέπει να μεταδοθούν και έτσι ονομάζεται σήμα μηνύματος. Θεωρείται ως σήμα βάσης όπου υφίσταται διαδικασία διαμόρφωσης για μετάδοση ή επικοινωνία. Εξαιτίας αυτού, είναι το σήμα διαμόρφωσης.
Σήμα φορέα
Αυτό είναι το υψηλό εύρος του σήματος συχνότητας που έχει συγκεκριμένο επίπεδο πλάτους, συχνότητας και φάσης, αλλά δεν περιέχει δεδομένα. Έτσι, ορίζεται ως σήμα φορέα καθώς είναι άδειο. Αυτό χρησιμοποιείται απλά για τη μετάδοση του μηνύματος στην ενότητα δέκτη μετά τη διαδικασία διαμόρφωσης.
Διαμορφωμένο σήμα
Το επακόλουθο σήμα που λαμβάνεται μετά τη διαδικασία διαμόρφωσης ονομάζεται διαμορφωμένο σήμα. Αυτό είναι το προϊόν τόσο του φορέα όσο και του σήματος διαμόρφωσης.
Διαφορετικοί τύποι διαμόρφωσης
Έχουν ήδη συζητηθεί οι δύο τύποι διαμόρφωσης: αναλογικές και ψηφιακές τεχνικές διαμόρφωσης. Και στις δύο τεχνικές, οι πληροφορίες βασικής ζώνης μετατρέπονται σε σήματα ραδιοσυχνοτήτων, αλλά σε αναλογική διαμόρφωση, αυτές Επικοινωνία RF Τα σήματα είναι ένα συνεχές εύρος τιμών, ενώ στην ψηφιακή διαμόρφωση αυτά είναι διαμορφωμένες διακριτές καταστάσεις.
Τύποι διαμόρφωσης
Αναλογική διαμόρφωση
Σε αυτήν τη διαμόρφωση, ένα συνεχώς μεταβαλλόμενο ημιτονοειδές κύμα χρησιμοποιείται ως κύμα φορέα που διαμορφώνει το σήμα μηνύματος ή το σήμα δεδομένων. Η γενική συνάρτηση του ημιτονοειδούς κύματος φαίνεται στο παρακάτω σχήμα, στην οποία, τρεις παράμετροι μπορούν να τροποποιηθούν για να λάβουν διαμόρφωση - είναι κυρίως πλάτος, συχνότητα και φάση, έτσι τύποι αναλογικής διαμόρφωσης είναι:
- Διαμόρφωση πλάτους (AM)
- Διαμόρφωση συχνότητας (FM)
- Διαμόρφωση φάσης (PM)
Σε διαμόρφωση εύρους , το πλάτος του φέροντος κύματος ποικίλλει ανάλογα με το σήμα μηνύματος και οι άλλοι παράγοντες όπως η συχνότητα και η φάση παραμένουν σταθερά. Το διαμορφωμένο σήμα φαίνεται στο παρακάτω σχήμα και το φάσμα του αποτελείται από μια ζώνη χαμηλότερης συχνότητας, μια ζώνη ανώτερης συχνότητας και μια συνιστώσα συχνότητας φορέα. Αυτός ο τύπος διαμόρφωσης απαιτεί μεγαλύτερο εύρος ζώνης, περισσότερη ισχύ. Το φιλτράρισμα είναι πολύ δύσκολο σε αυτή τη διαμόρφωση.
Τύποι αναλογικής διαμόρφωσης
Διαμόρφωση συχνότητας (FM) μεταβάλλει τη συχνότητα του φορέα ανάλογα με το μήνυμα ή το σήμα δεδομένων, διατηρώντας παράλληλα άλλες παραμέτρους σταθερές. Το πλεονέκτημα του FM έναντι AM είναι η μεγαλύτερη καταστολή του θορύβου σε βάρος του εύρους ζώνης στα FM. Χρησιμοποιείται σε εφαρμογές όπως ραδιόφωνο, ραντάρ, σεισμική αναζήτηση τηλεμετρίας και ούτω καθεξής. Η απόδοση και το εύρος ζώνης εξαρτώνται από τον δείκτη διαμόρφωσης και τη μέγιστη συχνότητα διαμόρφωσης.
Σε διαμόρφωση φάσης , η φάση φορέα μεταβάλλεται σύμφωνα με το σήμα δεδομένων. Σε αυτόν τον τύπο διαμόρφωσης, όταν αλλάζει η φάση επηρεάζει επίσης τη συχνότητα, επομένως αυτή η διαμόρφωση υπάγεται επίσης στη διαμόρφωση συχνότητας.
Η αναλογική διαμόρφωση (AM, FM και PM) είναι πιο ευαίσθητη στον θόρυβο. Εάν ο θόρυβος εισέλθει σε ένα σύστημα, επιμένει και μεταφέρεται μέχρι τον τελικό δέκτη. Επομένως, αυτό το μειονέκτημα μπορεί να ξεπεραστεί με την τεχνική ψηφιακής διαμόρφωσης.
ΕΙΜΑΙ
Ψηφιακή διαμόρφωση
Για καλύτερη ποιότητα και αποτελεσματική επικοινωνία, χρησιμοποιείται η τεχνική ψηφιακής διαμόρφωσης. Τα κύρια πλεονεκτήματα της ψηφιακής διαμόρφωσης έναντι της αναλογικής διαμόρφωσης περιλαμβάνουν την επιτρεπόμενη ισχύ, το διαθέσιμο εύρος ζώνης και την υψηλή ανοσία θορύβου. Στην ψηφιακή διαμόρφωση, ένα σήμα μηνύματος μετατρέπεται από αναλογικό σε ψηφιακό μήνυμα και κατόπιν διαμορφώνεται χρησιμοποιώντας κύμα φορέα.
Το κύμα φορέα είναι ενεργοποιημένο ή ενεργοποιημένο και απενεργοποιημένο για τη δημιουργία παλμών έτσι ώστε το σήμα να διαμορφώνεται. Παρόμοια με το αναλογικό, εδώ οι παράμετροι όπως το πλάτος, η συχνότητα και η μεταβολή φάσης του κύματος φορέα αποφασίζουν τον τύπο της ψηφιακής διαμόρφωσης.
ο τύποι ψηφιακής διαμόρφωσης βασίζονται στον τύπο του σήματος και της εφαρμογής που χρησιμοποιείται όπως Amplitude Shift Keying, Frequency Shift Keying, Phase Shift Keying, Differential Phase Shift Keying, Quadrature Phase Shift Keying, Minimum Shift Keying, Gaussian Minimum Shift Keying, Orthogonal Frequency Division Multiplexing κ.λπ. , όπως φαίνεται στο σχήμα.
Το πλήκτρο μετατόπισης πλάτους αλλάζει το πλάτος του κύματος φορέα βάσει του σήματος βάσης ή του σήματος μηνύματος, το οποίο είναι σε ψηφιακή μορφή. Χρησιμοποιείται για απαιτήσεις χαμηλής ζώνης και είναι ευαίσθητο στον θόρυβο.
Στην πληκτρολόγηση μετατόπισης συχνότητας, η συχνότητα του κύματος φορέα ποικίλλει για κάθε σύμβολο στα ψηφιακά δεδομένα. Χρειάζεται μεγαλύτερα εύρη ζώνης όπως φαίνεται στο σχήμα. Ομοίως, το κλείσιμο φάσης αλλάζει τη φάση του φορέα για κάθε σύμβολο και είναι λιγότερο ευαίσθητο στον θόρυβο.
Διαμόρφωση συχνότητας
Προκειμένου να δημιουργηθεί ένα κύμα διαμόρφωσης συχνότητας, η συχνότητα του ραδιοκυμάτων μεταβάλλεται σύμφωνα με το πλάτος του σήματος εισόδου.
Διαμόρφωση συχνότητας
Όταν το ηχητικό κύμα διαμορφωθεί με αυτό του σήματος φορέα ραδιοσυχνοτήτων, τότε το παραγόμενο σήμα συχνότητας θα αλλάξει το επίπεδο συχνότητάς του. Πρέπει να σημειωθεί η παραλλαγή με την οποία το κύμα κινείται προς τα πάνω και προς τα κάτω. Αυτό ονομάζεται απόκλιση και γενικά αντιπροσωπεύεται ως απόκλιση kHz.
Για παράδειγμα, όταν το σήμα έχει απόκλιση είτε + ή - 3kHz, τότε αντιπροσωπεύεται ως ± 3kHz. Αυτό σημαίνει ότι το σήμα φορέα έχει απόκλιση άνω και κάτω των 3kHz.
Οι ραδιοτηλεοπτικοί σταθμοί που χρειάζονται εύρος πολύ υψηλής συχνότητας στο φάσμα συχνοτήτων (στην περιοχή 88,5 - 108 MHz), χρειάζονται σίγουρα μια μεγάλη απόκλιση που είναι σχεδόν ± 75 kHz. Αυτό ονομάζεται διαμόρφωση συχνότητας ευρείας ζώνης. Τα σήματα σε αυτό το εύρος έχουν τη δυνατότητα να υποστηρίζουν την υψηλή ποιότητα των μεταδόσεων, ενώ απαιτούν επίσης υψηλότερο εύρος ζώνης. Γενικά, επιτρέπονται 200kHz για κάθε WBFM. Και για στενή ζώνη FM, αρκεί μια απόκλιση ± 3 kHz.
Κατά την εφαρμογή ενός κύματος FM, είναι πιο ωφέλιμο να γνωρίζετε το εύρος αποτελεσματικότητας της διαμόρφωσης. Αυτό αντιπροσωπεύει την παράμετρο που δηλώνει παράγοντες όπως η γνώση του τύπου σήματος, είτε ευρείας ζώνης είτε σήματος FM στενής ζώνης. Βοηθά επίσης να διασφαλιστεί ότι ολόκληροι οι δέκτες ή οι πομποί που βρίσκονται στο σύστημα έχουν προγραμματιστεί να προσαρμοστούν στο τυποποιημένο εύρος διαμόρφωσης, καθώς αυτό δείχνει αντίκτυπο στους παράγοντες όπως η απόσταση καναλιών, το εύρος ζώνης του δέκτη και άλλοι.
Έτσι, για να δηλώσετε το επίπεδο διαμόρφωσης, πρέπει να προσδιοριστούν οι παράμετροι του δείκτη διαμόρφωσης και του λόγου απόκλισης.
Το διαφορετικό τύποι διαμόρφωσης συχνότητας συμπεριλάβετε τα ακόλουθα.
Στενή μπάντα FM
- Αυτό ονομάζεται ο τύπος διαμόρφωσης συχνότητας όπου η τιμή του δείκτη διαμόρφωσης είναι πολύ ελάχιστη.
- Όταν η τιμή του δείκτη διαμόρφωσης είναι<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.
- Το μέγιστο εύρος συχνότητας διαμόρφωσης είναι 3 kHz
- Η μέγιστη τιμή απόκλισης συχνότητας είναι 75 kHz
Ευρεία ζώνη FM
- Αυτό ονομάζεται ο τύπος διαμόρφωσης συχνότητας όπου η τιμή του δείκτη διαμόρφωσης είναι μεγάλη.
- Όταν η τιμή του δείκτη διαμόρφωσης είναι> 0,3, τότε θα υπάρχουν περισσότερες από δύο πλευρικές ζώνες που έχουν εύρος ζώνης ως διπλάσιο του σήματος διαμόρφωσης. Όταν η τιμή του δείκτη διαμόρφωσης αυξάνεται, τότε ο αριθμός των πλευρικών ζωνών αυξάνεται. Έτσι, το β> 0,3 ονομάζεται διαμόρφωση συχνότητας στενής ζώνης.
- Το μέγιστο εύρος συχνότητας διαμόρφωσης κυμαίνεται μεταξύ 30 Hz - 15 kHz
- Η μέγιστη τιμή απόκλισης συχνότητας είναι 75 kHz
- Αυτή η διαμόρφωση συχνότητας χρειάζεται υψηλότερο εύρος εύρους ζώνης που είναι σχεδόν 15 φορές μπροστά από τη διαμόρφωση συχνότητας στενής ζώνης.
Οι άλλοι τύποι τεχνικών διαμόρφωσης που χρησιμοποιούνται στο σύστημα επικοινωνίας είναι:
- Κλειδί δυαδικής φάσης
- Διαφορική πληκτρολόγηση μετατόπισης φάσης
- Κλειδί μετατόπισης διαφορικής τετραγωνικής φάσης
- Κλειδί μετατόπισης φάσης μετατόπισης
- Ήχος FSK
- Multi FSK
- Διπλός τόνος FSK
- Ελάχιστη αλλαγή βάρδιας
- Γκάους ελάχιστη βάρδια βάρδιας
- Τύπος διαμόρφωσης με κωδικοποίηση Trellis
Πλεονεκτήματα διαφόρων τύπων διαμόρφωσης
Για σκοπούς μετάδοσης, το μέγεθος του κεραία πρέπει να είναι πολύ μεγάλο πριν δεν προταθεί η τεχνική διαμόρφωσης. Το επίπεδο επικοινωνίας περιορίζεται καθώς δεν θα υπάρχουν επικοινωνίες μεγάλων αποστάσεων με μηδενικά επίπεδα στρεβλώσεων.
Έτσι, με την ανάπτυξη της διαμόρφωσης, υπάρχουν πολλά οφέλη από τη χρήση συστήματα επικοινωνίας . Και τα πλεονεκτήματα της διαμόρφωσης είναι:
- Το μέγεθος της κεραίας μπορεί να μειωθεί
- Δεν συμβαίνει κανένα είδος ενοποίησης σήματος
- Το εύρος της επικοινωνίας ενισχύεται
- Θα υπάρχει η δυνατότητα πολυπλεξίας
- Κάποιος μπορεί να προσαρμόσει το εύρος ζώνης σύμφωνα με τις απαιτήσεις
- Η ποιότητα της λήψης αυξάνεται
- Καλύτερη απόδοση και αποτελεσματικότητα
Εφαρμογές διαφόρων τύπων διαμόρφωσης
Υπάρχει ένα ευρύ φάσμα διαφόρων τεχνικών διαμόρφωσης και αυτές είναι:
- Εφαρμόζεται σε μίξη μουσικής και μαγνητικά μαγνητοταινία
- Για να παρακολουθείτε την παρακολούθηση EEG για νεογέννητα παιδιά
- Χρησιμοποιείται στην τηλεμετρία
- Χρησιμοποιείται σε ραντάρ
- Τεχνικές εκπομπής FM
Για να αποφευχθεί το σύνθετο αυτό άρθρο, ορισμένες μαθηματικές εξισώσεις και σε βάθος πληροφορίες σχετικά με τα συστήματα ψηφιακών επικοινωνιών έχουν εξαιρεθεί από αυτό. Ωστόσο, οι προσπάθειες που καταβάλλονται για την παρουσίαση αυτού του άρθρου διασφαλίζουν βασικές πληροφορίες για διαφορετικά τύποι διαμόρφωσης στο σύστημα επικοινωνίας . Επίσης, είναι πιο σημαντικό να έχουμε μια σαφή ιδέα για το τι είναι
