Confruntați cu concepte noi în viața de zi cu zi, mulți încearcă să găsească răspunsuri la întrebările lor. Pentru aceasta este necesar să descriem orice fenomen. Una dintre ele este modularea. Acesta va fi discutat în continuare.
Descriere generală
Modularea este procesul de modificare a unuia sau a unui set întreg de parametri de oscilație de în altă frecvență în conformitate cu legea mesajului de informații de joasă frecvență. Rezultatul este transferul spectrului semnalului de control către regiunea de în altă frecvență, deoarece difuzarea eficientă în spațiu necesită ca toate emițătoarele-recepția să funcționeze la frecvențe diferite fără a se întrerupe reciproc. Datorită acestui proces, oscilațiile informaționale sunt plasate pe un purtător cunoscut a priori. Semnalul de control conține informațiile transmise. Oscilația de în altă frecvență preia rolul de purtător de informații, datorită căruia dobândește statutul de purtător. Semnalul de control conține datele transmise. Există diferite tipuri de modulație, care depind de forma de undă utilizată: dreptunghiulară, triunghiulară sau altele. Cu un semnal discret, se obișnuiește să se vorbească despre manipulare. Asa de,modulația este un proces care implică oscilații, deci poate fi frecvență, amplitudine, fază etc.
Soiuri
Acum putem lua în considerare ce fel de acest fenomen există. În esență, modulația este procesul prin care o undă de frecvență joasă este purtată de o undă de în altă frecvență. Cel mai des sunt utilizate următoarele tipuri: frecvență, amplitudine și fază. Cu modulația de frecvență, are loc o modificare a frecvenței, cu modulația de amplitudine, amplitudinea, iar cu modularea de fază, faza. Există și specii mixte. Modularea și modificarea pulsului sunt tipuri separate. În acest caz, parametrii oscilației de în altă frecvență se modifică discret.
Modularea amplitudinii
În sistemele cu acest tip de modificare, amplitudinea undei purtătoare se modifică la o frecvență în altă cu ajutorul unei unde modulante. Când se analizează frecvențele la ieșire, nu sunt relevate doar frecvențele de intrare, ci și suma și diferența lor. În acest caz, dacă modulația este o undă complexă, cum ar fi semnalele de vorbire constând din mai multe frecvențe, atunci suma și diferența de frecvențe vor necesita două benzi, una sub purtătoare și una deasupra. Se numesc laterale: superioare și inferioare. Prima este o copie a semnalului audio original deplasat cu o anumită frecvență. Banda inferioară este o copie a semnalului original care a fost inversat, adică frecvențele în alte originale sunt frecvențele inferioare din partea inferioară.
Banda laterală inferioară este o imagine în oglindă a benzii laterale superioare în raport cu frecvența purtătoare. Un sistem care utilizează modulația de amplitudine,transmiterea purtătorului şi ambele părţi se numeşte bidirecţional. Purtătorul nu conține informații utile, deci poate fi eliminat, dar, în orice caz, lățimea de bandă a semnalului va fi de două ori mai mare decât cea originală. Îngustarea benzii se realizează prin înlocuirea nu numai a purtătorului, ci și a unuia dintre cele laterale, deoarece acestea conțin o singură informație. Acest tip este cunoscut sub numele de modulație SSB cu purtătoare suprimată.
Demodulare
Acest proces necesită ca semnalul modulat să fie amestecat cu o purtătoare de aceeași frecvență cu cea emisă de modulator. După aceea, semnalul original este obținut ca o bandă de frecvență sau frecvență separată și apoi filtrat din alte semnale. Uneori, generarea purtătorului pentru demodulare are loc in situ și nu coincide întotdeauna cu frecvența purtătorului de pe modulatorul însuși. Din cauza diferenței mici dintre frecvențe, apar nepotriviri, ceea ce este tipic pentru circuitele telefonice.
Modularea pulsului
Acest lucru folosește un semnal digital în bandă de bază, ceea ce înseamnă că permite codificarea a mai mult de un bit pe baud prin codificarea unui semnal de date binare într-un semnal cu mai multe niveluri. Biți de semnale binare sunt uneori împărțiți în perechi. Pentru o pereche de biți, pot fi utilizate patru combinații, fiecare pereche fiind reprezentată de unul dintre cele patru niveluri de amplitudine. Un astfel de semnal codificat se caracterizează prin faptul că viteza de transmisie a modulației este jumătate față de semnalul de date original, deci poate fi utilizat pentru amodularea amplitudinii în mod obișnuit. Și-a găsit aplicația în comunicațiile radio.
Modulație de frecvență
Sistemele cu această modulație presupun că frecvența purtătorului se va schimba în funcție de forma semnalului de modulare. Acest tip este superior tipului de amplitudine în ceea ce privește rezistența la anumite influențe disponibile în rețeaua de telefonie, așa că ar trebui folosit la viteze mici unde nu este nevoie să atragă o bandă mare de frecvență.
Modulație fază-amplitudine
Pentru a crește numărul de biți pe baud, puteți combina modulația de fază și amplitudine.
Una dintre metodele moderne de modulație amplitudine-fază poate fi numită cea care se bazează pe transmisia mai multor purtători. De exemplu, în unele aplicații, sunt utilizați 48 de purtători, despărțiți de o lățime de bandă de 45 Hz. Prin combinarea AM și PM, până la 32 de stări discrete sunt alocate fiecărui purtător pe perioadă de baud individuală, astfel încât să poată fi transportați 5 biți per baud. Se pare că întregul set vă permite să transferați 240 de biți pe baud. Când funcționează la 9600 bps, rata de modulație necesită doar 40 baud. O cifră atât de mică este destul de tolerantă cu s alturile de amplitudine și fază inerente rețelei telefonice.
PCM
Acest tip este de obicei considerat un sistem de difuzare a semnalelor analogice, cum ar fi vocea în formă digitală. Această tehnică de modulare nu este utilizată în modemuri. Aici este gateing-ul semnalului analogic cula de două ori cea mai mare frecvență a componentei semnalului analogic. Când se utilizează astfel de sisteme în rețelele de telefonie, stroboscopul apare de 8000 de ori pe secundă. Fiecare probă este un nivel de tensiune codificat cu un cod de șapte biți. Pentru a reprezenta cel mai bine limba vorbită, se utilizează codificarea logaritmică. Șapte biți, împreună cu al optulea, care indică prezența unui semnal, formează un octet.
Modularea și detectarea sunt necesare pentru a restabili semnalul mesajului, adică procesul invers. În acest caz, semnalul este convertit într-un mod neliniar. Elementele neliniare îmbogățesc spectrul semnalului de ieșire cu noi componente de spectru, iar filtrele sunt folosite pentru a izola componentele de joasă frecvență. Modularea și detectarea pot fi efectuate folosind diode în vid, tranzistori, diode semiconductoare ca elemente neliniare. În mod tradițional, se folosesc diode semiconductoare punctiforme, deoarece capacitatea plană de intrare este vizibil mai mare.
Vizualizări moderne
Modulația digitală oferă mult mai multă capacitate de informare și asigură compatibilitatea cu o varietate de servicii de date digitale. În plus, crește securitatea informațiilor, îmbunătățește calitatea sistemelor de comunicații și accelerează accesul la acestea.
Există o serie de limitări cu care se confruntă proiectanții oricărui sistem: puterea și lățimea de bandă admise, nivelul de zgomot dat al sistemelor de comunicație. Numărul utilizatorilor crește în fiecare zisisteme de comunicații, iar cererea pentru acestea este, de asemenea, în creștere, ceea ce necesită o creștere a resursei radio. Modulația digitală diferă semnificativ de analogică prin faptul că purtătorul din ea transmite cantități mari de informații.
Dificultate de utilizare
Dezvoltatorii de sisteme de comunicații radio digitale se confruntă cu o astfel de sarcină principală - să găsească un compromis între lățimea de bandă a transmisiei de date și complexitatea sistemului în termeni tehnici. Pentru aceasta, este oportun să folosiți diferite metode de modulare pentru a obține rezultatul dorit. Comunicarea radio poate fi organizată și folosind cele mai simple circuite emițător și receptor, dar pentru o astfel de comunicare se va folosi un spectru de frecvență proporțional cu numărul de utilizatori. Receptoarele și transmițătoarele mai complexe necesită o lățime de bandă mai mică pentru a difuza aceeași cantitate de informații. Pentru a trece la metode de transmisie eficiente din punct de vedere spectral, este necesar să se complice echipamentul în consecință. Această problemă nu depinde de tipul de comunicare.
Opțiuni alternative
Modulația lățimii impulsului este caracterizată prin faptul că semnalul său purtător este o secvență de impulsuri, în timp ce frecvența pulsului este constantă. Modificările se referă doar la durata fiecărui impuls în funcție de semnalul modulator.
Modulația pe lățimea pulsului este diferită de modulația în frecvență-fază. Acesta din urmă implică modularea semnalului sub formă de sinusoid. Se caracterizează prin amplitudine constantă și frecvență sau fază variabilă. Semnalele de impuls pot fi, de asemenea, modulate în frecvență. Poate fi durataimpulsurile sunt fixe, iar frecvența lor este într-o anumită valoare medie, dar valoarea lor instantanee va varia în funcție de semnalele de modulare.
Concluzii
Modulații simple pot fi utilizate, cu un singur parametru care se schimbă în funcție de informațiile de modulare. Schema de modulație combinată care este utilizată în echipamentele moderne de comunicație este atunci când atât amplitudinea, cât și faza purtătorului se schimbă simultan. În sistemele moderne, pot fi utilizați mai multe subpurtătoare, fiecare dintre ele utilizând un anumit tip de modulație. În acest caz, vorbim despre scheme de modulație a semnalului. Acest termen este folosit și pentru vizualizări complexe pe mai multe niveluri, atunci când este necesară o descriere suplimentară a caracteristicilor pentru informații complete.
Sistemele moderne de comunicații folosesc cele mai eficiente tipuri de modulație pentru a minimiza lățimea de bandă pentru a elibera spațiu de frecvență pentru alte tipuri de semnale. Doar de asta beneficiază calitatea comunicării, dar complexitatea echipamentului în acest caz este foarte mare. În cele din urmă, frecvența de modulație oferă un rezultat care este vizibil pentru utilizatorul final doar în ceea ce privește ușurința în utilizare a mijloacelor tehnice.
