Modulaatio

Televiestinnän ja elektroniikan kanssa termi modulaatio osoittaa joukko lähetyksen tekniikoita, joiden tavoitteena on levittää sähköisen tai sähkömagneettisen signaalin, sanoi muuttaakseen, yleensä sisältävät tietoja, jotka on muuttuva satunnaisesti ajoissa, ulos toisen sähköisen tai sähkömagneettisen signaalin, sanoi harjoittaja, kehittänyt korkean taajuuden. Tulos mukauttaminen on muuntaminen moduloivan signaalin pohja kaistalta ns käännetty bändi, mukaan lause, modulaatio.

Käänteinen toiminta palauttaa alkuperäiset tiedot signaali kantataajuuskaistan kutsutaan Demodulaatio. Lähettävä laite, joka toteuttaa modulaatio operaatio informaatiosignaali on modulaattori, kun taas vastaanottava laite, joka toteuttaa toiminnan demoduloinnin sanotaan demodulaattori, sisältyy vastaavasti lähettimessä ja vastaanottimessa. Vuonna lähetinvastaanotinjärjestelmä tällaisia ​​järjestelmiä sekä tyydytettävä sanakirjoja Modeemi.

Moduloiva signaalit voivat edustaa mitä erilaisimpia: audio-, video-, data. Kantoaallon on sähkömagneettisen aallon tai sähköisen signaalin taajuudella hyvin määritelty, joka voi tarttua ilmassa tai tyhjiössä, tai muita fysikaalisia menetelmiä. Kun on kyse valokaapeli viestinnän harjoittaja on lasersäteilyä, jonka taajuus on tyypillisesti ilmaistaan ​​aallonpituus.

Motivaatio

Yleensä, syy miksi käytetään modulaatiotekniikkaa on se, että signaalit, jotka edustavat lähetettävän informaation ovat pääasiassa low-pass luonne, kun taas lähetyskanavat, joita käytetään yleisimmin, voi lähettää useita moduloitujen signaalien samanaikaisesti, Ne ovat tyypillisesti luonnon bandpass eli lähettävät taajuuskaistalla eroaa alkuperäisestä informaatiosignaalin. Pohjimmiltaan sen vuoksi on tarpeen muuntaa taajuuden, samalla menetelmällä, signaalin spektri edustaa tietoja; Lisäksi tämän tekniikan käytölle mahdollistaa lähettää sähköiset signaalit kaukana ja ilman päällekkäisyyttä muita tietoja, käyttämällä niihin liittyviä tekniikoita multiplexing taajuus.

Yhteenvetona, näin ollen, on kätevää moduloida signaalin seuraavista syistä:

  • käännös kaistanleveys informaatiosignaalin kaistan viestintäkanavan.
  • Jos signaalit ovat lähetettävän radioaallot on välttämätöntä, että antennin pituus on verrannollinen aallonpituuteen. Pohja bändi, sillä äänisignaalin, se on yhtä kuin, ymmärtää antennit tämän kokoluokan olisi epäkäytännöllistä;
  • moduloiva signaali eri taajuuksilla, on mahdollista kauttakulku enemmän signaalien lähetyksen välineellä, siten enemmän apuohjelmat - esimerkiksi - voi soittaa samanaikaisesti;
  • moduloitu signaali voidaan koodata niin, että se vähentää vaikutuksia kohinan; luonne signaali itse on sellainen, että se keskittää spektrin alemmilla taajuuksilla, kun taas tiedonsiirtoverkko yleensä paremmin tai parhaita taajuusvaste korkeammilla taajuuksilla tai joka tapauksessa poikkeaa kantataajuuskaistalle alkuperäisen signaalin;
  • se on vihdoin yksinkertaistamista piirien hyväksytty lähetyksen ja vastaanoton signaaleja.

Kaava laskemiseksi aallonpituus on suhde etenemisnopeus signaalin siirtomedian, ja taajuus moduloidun signaalin käännetty kaistan lähetystä varten.

Yleensä siksi on mahdollista lähettää tietoja signaalin turvautumatta modulaatiotekniikoita, mutta menetät kaikki edut edellä kuvattu menettää tehokkuutta siirto tai, eräissä tapauksissa laatikolla kaikkensa saman lähetyksen.

Huom: etenemisnopeus signaalin ilmassa, ilmoitetaan m / s. Todellisuudessa tämä katsotaan siirtonopeus tyhjiössä eikä ilmassa, koska jälkimmäinen on muodostettu useista kerroksista, kaasu, kosteus, pöly, ... että "heikentää" leviämisnopeus vähentää sen arvoa Todellinen m / s.

Lause Modulaatio

Onko kantataajuussignaalin kanssa amplitudispektri, taajuuksia käännetty bändi saadaan seuraava toimenpide:


tai kertomalla toiminto cosinuisoidale taajuuden ja myöhemmin muuttamassa Fourier: olet näin saatu spektri siirretty määrällä; tämä spektri esitetään matemaattisesti koostuu osittain myönteinen taajuudet ja toinen akselin negatiivinen. Peruutusvaihteen toiminta demoduloinnin tai "käännetty bändin" peruskaistan "yksinkertaisesti rimoltiplicare signaali saadaan vielä ja Fourier uudelleen. Se siis ei ole enempää kuin tietyn ominaisuuden Fourier-muunnoksen.

Analogiset modulaatiot

On olemassa erilaisia ​​analogisen modulaatiotapa vastaavissa analoginen lähetykset:

  • AM - amplitudimodulaatio;
  • FM - taajuusmodulaatio;
  • PM - vaihemodulaatio.

Pohjimmiltaan lähetettävän informaation voidaan koodata sisällä vaihtelut amplitudi, taajuus ja vaihe ja vastaanotossa olisi hyödynnettävä tai demoduloidaan kantoaaltosignaalin vastaanotettu. Lähettimeltä vastaanottimelle ilmeisesti on tehtävä käyttäen samaa kantajaa ja samaa modulaatiotyyppi; esimerkiksi: 10MHz kantaja, kuten AM-SSB modulaatio. Kun sama kantaja, käyttö eri modulaatiot lähettimen ja vastaanottimen välillä tekee käyttökelvoton vastaanotetun signaalin ..

Digitaalinen modulaatio tai numeerinen

Termillä digitaalista modulaatiota osoittaa modulaatio käytetty tekniikka digitaalisten siirtojen tietystä osajärjestelmän modulointi / demodulointi, jossa moduloivan signaalin edustavat tiedot binäärimuodossa, joka on sellainen, että se olettaa, vain kaksi mahdollista arvoa tai merkkijono näiden .

Periaatteet numeeriset modulaatio ovat erilaiset kuin analogisen modulaatiotyypin, vaikka tulokset ovat samankaltaisia: itse asiassa tämä modulaatiotyyppi toteuttaa tietojen muuntaminen digitaalisesta analogiseksi lähetystä varten kanavan kautta jatkuvaan aaltoja. Tämä muuntaminen on saatu, on alustava arvio, kautta bijektiivisen kartoitus sekvenssien bittejä syötetään modulaattorin numeerinen ja analogisiin aaltomuotojen energian, valitaan mukaan sopivia kriteerejä, ulos kanavan mainitun symboleja ja joissa määritellään ns aakkoset symbolien. Kardinaliteetti aakkoset, että on, symbolien kokonaismäärä tai aaltomuotoja, riippuu määrä bittejä lähetetään sekvenssin tai pituuden L tämän: se on, ovat mahdollisia 2 ^ L bittijaksoja ja sitten M = 2 ^ L aaltomuotoihin tai symboleita koodaamaan sen analogiseksi.

Lähetyksessä kanavalla sinun on sitten ketju tai symbolien sekvenssi, joka on analoginen aaltomuoto lähettämän symboliaika Ts tai yhtä suuri kaistanleveys suunnilleen sama 1 / Ts, päästötaso symbolien yhtä 1 / Ts, ja siksi, kokonaistyöllisyysaste oli päästöjen bittien yhtä suuri L * 1 / Ts. Jokainen symboli on muodollisesti ilmaistavissa edustus käyttäen perustoiminnot ortonormaalin ja tästä muodossa pisteiden N-ulotteinen kone synnyttää tähdistö symboleja modulaatiojärjestelmän. Tämä esitys helpottaa toimintaa päätöksen / dekoodausta vastaanottimessa loppupään osalta päätöksen täytäntöönpanosta itse.

Vastaanotto demodulaattori / päätöksentekijä toimii normaalisti käänteisessä: jälkeen toiminta päätöksen, jossa vastaanotettu symboli päättää, mikä symboli tähdistö on lähetetty kautta päätöksen perusteet kuuluvat teorian tilastollisen päätöksen, mistä muodossa d ' aalto analoginen dekoodattu palauttaa alkuperäinen bittijono käyttäen käänteinen kartoitus. Luo mahdollisia virheitä vastaanotossa vaikuttaa myös symbolien välistä häiriötä ilmiö. Tyypillinen tällaisten prosessien sillä on modeemin yhteydessä Internet-verkkoon.

Tyypit

Päätyyppiä digitaalista modulaatiota ovat:

  • Amplitudi-muutos näppäilemällä: digitaalista modulaatiota amplitudi;
  • Taajuus-shift keying: digitaalinen taajuus modulaatio;
  • Vaihe-muutos näppäilemällä: digitaalista modulaatiota vaihe.

Yhdistämällä ASK modulaatio ja PSK saadaan amplitudimodulaatiota kvadratuurissa, että on niin kutsuttu, koska se voi saada amplitudi moduloimaan kaksi kantajia samalla taajuudella, summataan vaihekvadratuurissa.

Pulssimodulaatio

Pulssi modulaatio on modulaatiotyyppiä jossa tieto on koodattu sarja pulsseja. Päätyyppiä pulssimodulaatio ovat:

  • Pulssinleveysmodulaatio tai PAM;
  • Pulssinleveysmodulaatio tai PWM;
  • Pulssikoodimodulaatiota, tai PCM.
  • Vaihemodulaatio tai pulssi PPM

Pulssimodulaatio vaikka ensi silmäyksellä saattaa tuntua digitaalisiin, on itse asiassa saavutettu pulssijonot analoginen.

Muunlaiset modulaatio

Muut monimutkaisempi modulaatiotekniikkaa, jonka mahdollistaa integroinnin monimutkaisia ​​toimintoja mikrosiru, ovat niitä, joilla pyritään modulaatioon suuri määrä harjoittajien samanaikaisesti, jotta voidaan minimoida keskinäishäirintää. Nämä tekniikat ovat nimeltään OFDM, ja niitä käytetään esimerkiksi nell'ADSL, järjestelmät WiMAX ja LTE standardeja matkapuhelimeen.

Suorituskykyvaatimukset

Digitaalisissa siirtojärjestelmien, numeerinen modulaatio määrittää suorituskyvyn viestintäjärjestelmän numerot. Suorituskyky järjestelmän numeerisen mukauttaminen ovat todellakin mitattavissa kannalta spektritehokkuus ja virhetodennäköisyys Pb. Erityisesti, jos lisätä M symbolien Constellation lisää määrä L bittien kuljettaa sama symboli siten lisätä siirtonopeus ja spektritehokkuus, mutta kasvaa samaan aikaan, samalla signaali / kohina-suhde, todennäköisyys virheen demoduloinnin, joka on kääntäen verrannollinen alueen päätöksen alueiden N-ulotteinen avaruus tunnistetaan konstellaation.

Näin modulointimenetelmän numeerinen otettava mitattuna merkkien määrä on funktio ominaisuuksien laatu / luotettavuus kanava: suurempi luotettavuutta kanavan suurempi symbolien lukumäärä adoptoitavien vuonna modulointimenetelmällä ja päinvastoin. Joten yleensä se tapahtuu siten, että radiokanava, joka on tyypillisesti paljon herkempi häiriöille, tukee modulointimenetelmä, jossa on vähemmän numeerista merkkiä sen sijaan, että langallisen kanavan luotettavampi.

Päinvastoin jos vaihdat suurempi määrä modulaatiosymbolien ja pitämään jatkuvasti todennäköisyys virheen symboli on lähetettävä signaali / kohina-suhde tai korkeampi teho symboli korkeampi.

Mukautuva modulaatio

Mitä sanoi välisestä suhteesta modulaatiomenetelmää mitattuna määrä symboleja ja kanavan laatu, nykyaikainen televiestintä mahdollistavat vaihdella modulointimenetelmän antoi numeerinen toiminto määrän toimitettavien tietojen ja / tai riippuen olosuhteista etenemiskanavaolosuhteita varsinkin jos radiokanavan. Tämä merkitsee, että myös koodaussuhteen ylävirtaan tietojen mukauttaminen olisi vaihtelevat mukaisesti lasku tai nousu siirtonopeus kanavalla.

Voit esimerkiksi siirtyä yhdestä järjestelmästä 8QAM 16QAM ja 64QAM mikä lisää informaatiobittien määrä lähetetyn per symboli, tai päinvastoin laskemalla se vähentämällä tarvittava kaistanleveys siirto on omistettu osittain muihin palveluihin ja samalla varmistaa järjestelmän suurempi tukevuus kannalta virhetodennäköisyyden tai takaa korkea palvelun laatu ajallisesti saatavuuden palvelun itse esimerkiksi huonoissa sää. Digitaalisten lähetysten lähde koodaus ja siitä johtuva puristus tietojen perusteella on mahdollista vähentää modulointikaavaa ja toimia samalla vähentää vaadittu kaistanleveys hyödyntämällä niin, että koko käytettävissä tehokkaammin muiden kanavien tai palvelun jolloin saadaan parannus "spektritehokkuus koko järjestelmän.

  0   0
Edellinen artikkeli Philip Berson
Seuraava artikkeli Jeff Lynne

Kommentit - 0

Ei kommentteja

Lisääkommentti

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Merkkiä jäljellä: 3000
captcha