Frequency Shift Keying (FSK) Arbejde og applikationer

Nøglen til frekvensskift er den vigtigste digital modulering teknik, og det er også kendt som FSK. Et signal har amplitude, frekvens og fase som egenskaber. Hvert signal har disse tre egenskaber. For at øge en af ​​signalegenskaberne kan vi gå til moduleringsprocessen. Fordi der er forskellige fordele ved moduleringsteknik . I disse er nogle af fordelene - antennen størrelse reduceret, undgå multiplexering af signaler, mindske SNR, langtrækkende kommunikation kan være mulig osv. Dette er de vigtige fordele ved moduleringsprocessen. Hvis vi modulerer amplituden på det indgående binære signal i overensstemmelse med bæresignalet, dvs. kaldet amplitude shift keying. Her, i denne artikel, vil vi diskutere, hvad der er frekvensskiftnøgling og FSK-modulering, demodulationsproces sammen med deres fordele og ulemper.

Hvad er Frequency Shift Keying?

Det er defineret som ændring eller forbedring af frekvensegenskaberne for et indgående binært signal i henhold til bærersignalet. Amplitude variation er en af ​​de største ulemper ved ASK. Så på grund af denne spørgsmodulationsteknik, der kun bruges i nogle få applikationer. Og dens spektrumeffektivitet er også lav. Det fører til spild af magt. Så for at overvinde disse ulemper foretrækkes frekvensskiftnøgling. FSK er også kendt som binær Tastning af frekvensskift (BFSK). Nedenstående frekvensskift-tastningsteori beskriver, hvad der sker i frekvensskift-tastemodulation .

Teori om frekvensskift

Denne teori om frekvensskiftnøgling viser, hvordan frekvenskarakteristikkerne for et binært signal ændrede sig i overensstemmelse med bæresignalet. I FSK kan den binære information transmitteres gennem et bæresignal sammen med frekvensændringer. Nedenstående diagram viser blokdiagram for frekvensskift .

FSK-blokdiagram

I FSK bruges to bæresignaler til at producere FSK-modulerede bølgeformer. Årsagen bag dette er FSK-modulerede signaler repræsenteret med to forskellige frekvenser. Frekvenserne kaldes 'markfrekvens' og 'rumfrekvens'. Markfrekvens har repræsenteret logik 1, og rumfrekvens har repræsenteret logikken 0. Der er kun en forskel mellem disse to bæresignaler, dvs. bærerindgang 1, der har mere frekvens end bærerindgangen 2.

Bæreindgang 1 = Ac Cos (2ωc + θ) t

Bæreindgang 2 = Ac Cos (2ωc-θ) t

Omskifteren (e) til 2: 1-multiplexeren har den vigtige rolle at generere FSK-output. Her er kontakten forbundet til bærerindgang 1 for alle logiske 1'er i den binære indgangssekvens. Og switch (er) er forbundet til bærerindgang 2 for alle logiske 0'er i den binære indgangssekvens. Så de resulterende FSK-modulerede bølgeformer har markeringsfrekvenser og rumfrekvenser.

FSK-modulering-output-bølgeformer

Nu vil vi se, hvordan den FSK-modulerede bølge kan demoduleres på modtagersiden. Demodulation er defineret som at rekonstruere det originale signal fra det modulerede signal. Denne demodulation kan være mulig på to måder. De er

• Sammenhængende FSK-detektion
• Ikke-sammenhængende FSK-detektion

Den eneste forskel mellem den kohærente og ikke-kohærente detektionsmetode er fasen i bæresignalet. Hvis bæresignalet, vi bruger på sendersiden og modtagersiden, er i samme fase, mens demodulationsprocessen, dvs. kaldes en sammenhængende måde til detektion, og det er også kendt som synkron detektion. Hvis bæresignalerne, som vi bruger på sender- og modtagesiden, ikke er i samme fase, er en sådan moduleringsproces kendt som ikke-kohærent detektion. Et andet navn til denne detektion er asynkron detektion.

Sammenhængende FSK-detektion

I denne synkron FSK-detektion blev den modulerede bølge påvirket af støj, mens den nåede modtageren. Så denne støj kan fjernes fra at bruge båndpasfilter (BPF). Her på multiplikatorstadiet ganges det støjende FSK-modulerede signal med bæresignalet fra det lokale oscillator enhed. Derefter passerer det resulterende signal fra BPF. Her tildeles dette båndpasfilter til at afskære frekvensen, som er lig med den binære indgangssignalfrekvens. Så de samme frekvenser kan tillades til beslutningsenheden. Her giver denne beslutningsindretning 0 og 1 for plads- og markeringsfrekvenser for de FSK-modulerede bølgeformer.

sammenhængende-FSK-detektion

Ikke-sammenhængende FSK-detektion

Det modulerede FSK-signal videresendes fra båndpasfilteret 1 og 2 med afskårne frekvenser svarende til plads- og markeringsfrekvenser. Så de uønskede signalkomponenter kan fjernes fra BPF. Og de modificerede FSK-signaler anvendes som input til de to omslagsdetektorer. Denne kuvertdetektor er et kredsløb, der har en diode (D). Baseret på indgangen til konvolutdetektoren leverer den udgangssignalet. Denne kuvertdetektor anvendes i amplitude-demodulationsprocessen. Baseret på dets input genererer det signalet, og derefter videresendes det til tærskelenheden. Denne tærskelindretning giver logikken 1 og 0 for de forskellige frekvenser. Dette ville være lig med den oprindelige binære indgangssekvens. Så FSK-generation og detektion kan udføres på denne måde. Denne proces kan være kendt for frekvensskift-tastemodulation og demodulation eksperimentere også. I dette FSK-eksperiment kan FSK genereres af 555-timeren IC, og detektion kan være mulig ved 565IC, der er kendt som en faselåst sløjfe (PLL) .

ikke-kohærent-FSK-detektion

Der er få fordele og ulemper ved frekvensskift er angivet nedenfor.

Fordele

• Enkel proces til at konstruere kredsløbet
• Nul amplitude variationer
• Understøtter en høj datahastighed.
• Lav sandsynlighed for fejl.
• Høj SNR (signal / støj-forhold).
• Mere støjimmunitet end ASK
• Fejlfri modtagelse kan være mulig med FSK
• Nyttig i højfrekvente radiotransmissioner
• Foretrækkes i højfrekvent kommunikation
• Digitale applikationer med lav hastighed

Ulemper

• Det kræver mere båndbredde end ASK og PSK (faseskiftnøgling)
• På grund af kravet om stor båndbredde har denne FSK begrænsninger til kun at bruge i lavhastighedsmodemer, hvor bithastigheden er 1200bits / sek.
• Bitfejlfrekvensen er mindre i AEGN-kanal end faseforskydningstastning.

Således er den nøgle til frekvensskift er en af ​​de fine digitale moduleringsteknikker for at øge frekvensegenskaberne for det binære indgangssignal. Ved FSK-moduleringsteknik kan vi opnå fejlfri kommunikation i et par digitale applikationer. Men denne FSK har en endelig datahastighed og bruger mere båndbredde, der kan overvindes af QAM, som er kendt som kvadraturamplitudemodulation. Det er kombinationen af ​​amplitudemodulation og fasemodulation.