Ce este modularea și diferite tipuri

Încercați Instrumentul Nostru Pentru Eliminarea Problemelor





Întrucât trăim într-o eră a comunicării în care putem transfera cu ușurință orice formă de informații (video, audio și alte date) sub formă de semnale electrice către orice alt dispozitiv sau zonă destinată. Deși este obișnuit în experiența noastră de percepție că trimiterea sau primirea de semnale sau date este simplă, dar implică proceduri, posibilități și scenarii destul de complexe în cadrul sisteme de comunicare . Deci, în sfera sistemelor de comunicații, jocurile de modulație dețin o responsabilitate crucială în sistemul de comunicații de a codifica informațiile digital în lumea analogică. Este foarte important să modulați semnalele înainte de a le trimite la secțiunea receptorului pentru transfer de distanță mai mare, transfer precis de date și recepție de date cu zgomot redus. Pentru a fi clar, să ne scufundăm în conceptul detaliat de a cunoaște ce este modulația, diferitele tipuri din ea și care sunt tipurile de modulare tehnici utilizate în sistemele de comunicații.

Ce este modularea?

Modulația este un proces de schimbare a caracteristicilor undei de transmis prin suprapunerea semnalului de mesaj pe semnalul de înaltă frecvență. În acest proces, semnalele video, vocale și alte date modifică semnalele de înaltă frecvență - cunoscute și sub numele de val purtător . Această undă purtătoare poate fi DC sau AC sau lanț de impulsuri în funcție de aplicația utilizată. De obicei, o undă sinusoidală de înaltă frecvență este utilizată ca semnal de undă purtătoare.




Aceste tehnici de modulare sunt clasificate în două tipuri majore: analogice și digitale sau modularea pulsului . Înainte de a discuta mai departe diferitele tipuri de tehnici de modulație, să înțelegem importanța modulației.

De ce este utilizată modularea în comunicare?

  • În tehnica de modulare, frecvența semnalului mesajului este crescută la o gamă, astfel încât să fie mai utilă pentru transmisie. Următoarele puncte descriu importanța modulației în sistemul de comunicații.
  • În transmiterea semnalului , semnalele din diferite surse sunt transmise simultan printr-un canal comun prin utilizarea multiplexoarelor. Dacă aceste semnale sunt transmise simultan cu o anumită lățime de bandă, ele provoacă interferențe. Pentru a depăși acest lucru, semnalele de vorbire sunt modulate la diferite frecvențe purtătoare, pentru ca receptorul să le regleze la lățimea de bandă dorită, la alegerea sa, în domeniul transmisiei.
  • Un alt motiv tehnic este antenă dimensiunea dimensiunea antenei este invers proporțională cu frecvența semnalului radiat. Ordinea dimensiunii diafragmei antenei este de cel puțin o zecime din lungimea de undă a semnalului. Dimensiunea sa nu este practicabilă dacă semnalul este de 5 kHz, prin urmare, creșterea frecvenței prin modularea procesului va reduce cu siguranță înălțimea antenei.
  • Modularea este importantă pentru a transfera semnalele pe distanțe mari, deoarece nu este posibil să se trimită semnale de joasă frecvență pentru distanțe mai mari.
  • În mod similar, modularea este, de asemenea, importantă pentru a aloca mai multe canale pentru utilizatori și pentru a crește imunitatea la zgomot.

Pentru a începe să cunoașteți informații detaliate despre tehnicile de modulație, informați-ne cu privire la tipurile de semnale în procesul de modulare .



Semnal de modulare

Acest semnal este denumit și un semnal de mesaj. Păstrează datele care trebuie transmise și, prin urmare, acest lucru este denumit semnal de mesaj. Este considerat semnalul de bază în care este supus unui proces de modulare pentru a fi difuzat sau comunicat. Din acest motiv, este semnalul de modulare.

Semnal transportator

Acesta este intervalul ridicat de semnal de frecvență care are un nivel specific de amplitudine, frecvență și fază, dar nu conține date. Deci, este denumit semnal purtător, deoarece este unul gol. Acest lucru este utilizat pur și simplu pentru a transmite mesajul către secțiunea receptorului după procesul de modulare.


Semnal modulat

Semnalul consecvent care se obține după procedura de modulare se numește semnal modulat. Acesta este produsul atât al purtătorului, cât și al semnalelor modulante.

Diferite tipuri de modulare

Cele două tipuri de modulație: tehnici de modulație analogică și digitală au fost deja discutate. În ambele tehnici, informațiile din banda de bază sunt convertite în semnale de radiofrecvență, dar în modulație analogică, acestea Comunicare RF semnalele sunt o gamă continuă de valori, în timp ce în modulația digitală acestea sunt stări discrete prestabilite.

Tipuri de modulare

Tipuri de modulare

Modulație analogică

În această modulație, o undă sinusoidală care variază continuu este utilizată ca undă purtătoare care modulează semnalul de mesaj sau semnalul de date. Funcția generală a undei sinusoidale este prezentată în figura de mai jos, în care trei parametri pot fi modificați pentru a obține modulație - sunt în principal amplitudine, frecvență și fază, astfel încât tipuri de modulație analogică sunteți:

  • Modulația amplitudinii (AM)
  • Modulație de frecvență (FM)
  • Modulare de fază (PM)

În modulație de amplitudine , amplitudinea undei purtătoare variază proporțional cu semnalul mesajului, iar ceilalți factori precum frecvența și faza rămân constante. Semnalul modulat este prezentat în figura de mai jos, iar spectrul său constă dintr-o bandă de frecvență inferioară, o bandă de frecvență superioară și componente de frecvență purtătoare. Acest tip de modulație necesită o lățime de bandă mai mare, mai multă putere. Filtrarea este foarte dificilă în această modulație.

Tipuri de modulație analogică

Tipuri de modulație analogică

Modulația de frecvență (FM) variază frecvența purtătorului proporțional cu mesajul sau semnalul de date, menținând în același timp alți parametri constanți. Avantajul FM față de AM este suprimarea mai mare a zgomotului în detrimentul lățimii de bandă în FM. Este utilizat în aplicații precum radio, radar, telemetrie prospecție seismică și așa mai departe. Eficiența și lățimile de bandă depind de indicele de modulație și frecvența maximă de modulare.

În modulare de fază , faza purtătoare este variată în conformitate cu semnalul de date. În acest tip de modulație, atunci când faza este modificată, aceasta afectează și frecvența, deci această modulație intră și sub modulație de frecvență.

Modulația analogică (AM, FM și PM) este mai sensibilă la zgomot. Dacă zgomotul intră într-un sistem, acesta persistă și este transportat până la receptorul final. Prin urmare, acest dezavantaj poate fi depășit prin tehnica de modulație digitală.

A.M

A.M

Modulație digitală

Pentru o calitate mai bună și o comunicare eficientă, se folosește tehnica de modulare digitală. Principalele avantaje ale modulației digitale față de modulația analogică includ puterea admisibilă, lățimea de bandă disponibilă și imunitatea ridicată la zgomot. În modulația digitală, un semnal de mesaj este convertit din mesaj analogic în digital și apoi modulat utilizând o undă purtătoare.

Unda purtătoare este tastată sau pornită și oprită pentru a crea impulsuri astfel încât semnalul să fie modulat. Similar cu analogul, aici parametrii precum amplitudinea, frecvența și variația de fază a undei purtătoare decid tipul modulației digitale.

tipuri de modulație digitală se bazează pe tipul de semnal și aplicație utilizat, cum ar fi tastarea schimbării amplitudinii, tastarea schimbării frecvenței, tastarea schimbării fazei, tastarea diferențială a schimbării fazei, tastarea schimbării fazelor în cuadratură, tastarea schimbării minime, tastarea schimbării minime Gaussian, multiplexarea diviziunii de frecvență ortogonală etc. , așa cum se arată în figură.

Tasta de schimbare a amplitudinii modifică amplitudinea undei purtătoare pe baza semnalului de bază sau a semnalului de mesaj, care este în format digital. Este utilizat pentru cerințe de bandă joasă și este sensibil la zgomot.

În tastarea cu schimbare de frecvență, frecvența undei purtătoare este variată pentru fiecare simbol din datele digitale. Are nevoie de lățimi de bandă mai mari, așa cum se arată în figură. În mod similar, tastarea schimbării de fază modifică faza purtătorului pentru fiecare simbol și este mai puțin sensibilă la zgomot.

Modulare de frecvență

Pentru a crea o undă modulată în frecvență, frecvența undei radio variază în funcție de amplitudinea semnalului de intrare.

Modulare de frecvență

Modulare de frecvență

Când unda audio este modulată cu cea a semnalului purtător de frecvență radio, atunci semnalul de frecvență generat își va schimba nivelul de frecvență. Trebuie remarcată variația prin care unda se mișcă în sus și în jos. Aceasta este denumită deviație și este în general reprezentată ca deviere kHz.

De exemplu, când semnalul are o abatere de + sau - 3kHz, atunci este reprezentat ca ± 3kHz. Aceasta înseamnă că semnalul purtător are o abatere în sus și în jos de 3kHz.

Stațiile de radiodifuziune care au nevoie de o frecvență foarte mare în spectrul de frecvență (în intervalul 88,5 - 108 MHz), au cu siguranță o cantitate mare de abatere, care este de aproape ± 75 kHz. Aceasta se numește modulație de frecvență pe bandă largă. Semnalele din această gamă dețin capacitatea de a sprijini calitatea înaltă a transmisiilor, în timp ce necesită și o lățime de bandă mai mare. În general, 200kHz este permis pentru fiecare WBFM. Și pentru FM în bandă îngustă, este suficientă o abatere de ± 3 kHz.

În timp ce implementați o undă FM, este mai benefic să cunoașteți gama de efectivitate a modulației. Acesta reprezintă parametrul în declararea factorilor, cum ar fi cunoașterea tipului de semnal dacă este semnal FM cu bandă largă sau bandă îngustă. De asemenea, vă ajută să vă asigurați că receptoarele sau emițătoarele din sistem sunt programate pentru a se adapta la gama standardizată de modulație, deoarece acest lucru arată un impact asupra factorilor precum distanța canalului, lățimea de bandă a receptorului și alții.

Deci, pentru a semnifica nivelul de modulație, indicatorii de modulație și parametrii raportului de deviere trebuie să fie determinați.

Diferitul tipuri de modulare a frecvenței include următoarele.

Band îngust FM

  • Aceasta este denumită tipul de modulație de frecvență în care valoarea indicelui de modulație este prea mică.
  • Când valoarea indicelui de modulație este<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.
  • Gama maximă de frecvență de modulare este de 3 kHz
  • Valoarea abaterii maxime a frecvenței este de 75 kHz

Bandă largă FM

  • Aceasta este denumită tipul de modulație de frecvență în care valoarea indicelui de modulație este mare.
  • Când valoarea indicelui de modulație este> 0,3, atunci vor exista mai mult de două benzi laterale cu lățime de bandă de două ori mai mare decât semnalul de modulare. Când valoarea indicelui de modulație crește, atunci numărul benzilor laterale crește. Deci, β> 0,3 se numește modulație de frecvență în bandă îngustă.
  • Gama maximă de frecvențe de modulare este cuprinsă între 30 Hz - 15 kHz
  • Valoarea abaterii maxime a frecvenței este de 75 kHz
  • Această modulație de frecvență are nevoie de o gamă mai mare de lățime de bandă, care este de aproape 15 ori mai mare decât modulația de frecvență cu bandă îngustă.

Celelalte tipuri de tehnici de modulație utilizate în sistemul de comunicații sunt:

  • Tastare binară de fază
  • Tastare diferențială de fază
  • Tastarea diferențială a fazei de cvadratură
  • Tastarea deplasării de fază în cuadratură decalată
  • Audio FSK
  • Multi FSK
  • Dual-tone FSK
  • Tastă de schimb minimă
  • Tastare minusculă gaussiană
  • Tipul de modulare codat în spalier

Avantajele diferitelor tipuri de modulații

În scopul transmiterii, dimensiunea fișierului antenă trebuie să fie foarte mare înainte ca tehnica de modulare să nu fie propusă. Nivelul de comunicare devine limitat deoarece nu vor exista comunicații la distanță lungă cu niveluri zero de distorsiuni.

Deci, odată cu dezvoltarea modulației, există multe avantaje ale utilizării sisteme de comunicare . Și cei avantajați de modulație sunt:

  • Dimensiunea antenei poate fi redusă
  • Nu se întâmplă niciun fel de consolidare a semnalului
  • Gama de comunicare este îmbunătățită
  • Va exista posibilitatea multiplexării
  • Se poate regla lățimea de bandă conform cerințelor
  • Calitatea recepției crește
  • Performanță și eficacitate mai bune

Aplicații ale diferitelor tipuri de modulație

Există o gamă largă de diverse tehnici de modulare și acestea sunt:

  • Implementat în sistemele de mixare muzicală și înregistrare cu bandă magnetică
  • Pentru a urmări monitorizarea EEG pentru copiii nou-născuți
  • Folosit în telemetrie
  • Folosit in radar
  • Tehnici de difuzare FM

Pentru a evita complexizarea acestui articol, unele ecuații matematice și informații detaliate despre sistemele de comunicații digitale au fost exceptate de la acesta. Cu toate acestea, eforturile depuse pentru a aduce acest articol asigură informații de bază despre diferite tipuri de modulație în sistemul de comunicații . De asemenea, este mai important să aveți o idee clară despre ceea ce sunt