Da vi lever i en æra med kommunikation, hvor vi let kan overføre enhver form for information (video, lyd og andre data) i form af elektriske signaler til enhver anden enhed eller bestemt område. Selvom det er almindeligt i vores perceptuelle oplevelse, at afsendelse eller modtagelse af signaler eller data er enkel, men det involverer ret komplekse procedurer, muligheder og involverede scenarier inden for kommunikationssystemer . Så inden for omfanget af kommunikationssystemer spiller modulering det afgørende ansvar i kommunikationssystemet for at indkode information digitalt i den analoge verden. Det er meget vigtigt at modulere signalerne, før du sender dem til modtagersektionen for større afstandsoverførsel, nøjagtig dataoverførsel og støjsvag datamodtagelse. For at være klar, lad os dykke ned i det detaljerede koncept om at vide, hvad der er modulering, forskellige typer i det, og hvad er typerne af modulering teknikker, der anvendes i kommunikationssystemer.
Hvad er modulering?
Modulation er en proces til at ændre karakteristikken for den bølge, der skal transmitteres ved at overlejre meddelelsessignalet på højfrekvenssignalet. I denne proces ændrer video-, tale- og andre datasignaler højfrekvente signaler - også kendt som bærebølge . Denne bærebølge kan være jævnstrøms- eller vekselstrøms- eller pulskæde afhængigt af den anvendte anvendelse. Normalt anvendes en højfrekvent sinusbølge som et bærebølgesignal.
Disse moduleringsteknikker er klassificeret i to hovedtyper: analog og digital eller puls modulation . Før vi diskuterer yderligere de forskellige typer moduleringsteknikker, lad os forstå vigtigheden af modulering.
Hvorfor bruges modulering i kommunikation?
- I moduleringsteknikken hæves meddelelsessignalfrekvensen til et interval, så det er mere nyttigt til transmission. De følgende punkter beskriver moduleringens betydning i kommunikationssystemet.
- I signal transmission , transmitteres signalerne fra forskellige kilder gennem en fælles kanal samtidigt ved anvendelse af multiplexere. Hvis disse signaler transmitteres samtidigt med en bestemt båndbredde, forårsager de interferens. For at overvinde dette moduleres talesignaler til forskellige bærerfrekvenser for at modtageren kan indstille dem til den ønskede båndbredde efter eget valg inden for transmissionsområdet.
- En anden teknisk grund er antenne størrelse antennestørrelsen er omvendt proportional med frekvensen af det udstrålede signal. Rækkefølgen af antenneåbningsstørrelsen er mindst en med en tiendedel af signalets bølgelængde. Dens størrelse er ikke praktisk mulig, hvis signalet er 5 kHz, og derfor øges frekvensen ved modulerende proces helt sikkert antennens højde.
- Modulation er vigtig for at overføre signalerne over store afstande, da det ikke er muligt at sende lavfrekvente signaler over længere afstande.
- Tilsvarende er modulering også vigtigt for at tildele flere kanaler til brugerne og for at øge støjimmuniteten.
For at begynde at vide om detaljeret information om moduleringsteknikker, så lad os vide om typerne af signaler i moduleringsprocessen .
Modulerende signal
Dette signal betegnes også som et meddelelsessignal. Det indeholder de data, der skal transmitteres, og så betegnes dette som meddelelsessignal. Det betragtes som basebåndsignalet, hvor det gennemgår en moduleringsproces for at blive sendt eller kommunikeret. På grund af dette er det modulerende signal.
Bæresignal
Dette er det høje frekvenssignalområde, der er med specifik amplitude-, frekvens- og faseniveauer, men det indeholder ingen data. Så det kaldes som bæresignal, da det er et tomt signal. Dette bruges simpelthen til at transmittere meddelelsen til modtagersektionen efter moduleringsprocessen.
Moduleret signal
Det følgesignal, der opnås efter moduleringsproceduren, kaldes et moduleret signal. Dette er produktet af både bærer- og modulerende signaler.
Forskellige typer modulering
De to typer modulering: analoge og digitale moduleringsteknikker er allerede blevet diskuteret. I begge teknikkerne konverteres basisbåndinformationen til radiofrekvenssignaler, men i analog modulering er disse RF-kommunikation signaler er et kontinuerligt interval af værdier, hvorimod i digital modulation er disse forud arrangerede diskrete tilstande.
Typer af modulering
Analog modulering
I denne modulering anvendes en kontinuerligt varierende sinusbølge som en bærebølge, der modulerer meddelelsessignalet eller datasignalet. Sinusformet bølges generelle funktion er vist i nedenstående figur, hvor tre parametre kan ændres for at få modulering - de er hovedsageligt amplitude, frekvens og fase, så typer af analog modulering er:
- Amplitudemodulation (AM)
- Frekvensmodulation (FM)
- Fasemodulation (PM)
I amplitudemodulation , varieres amplituden af bærerbølgen i forhold til meddelelsessignalet, og de andre faktorer som frekvens og fase forbliver konstante. Det modulerede signal er vist i nedenstående figur, og dets spektrum består af et nedre frekvensbånd, et øvre frekvensbånd og bærerfrekvenskomponenter. Denne type modulering kræver større båndbredde, mere strøm. Filtrering er meget vanskelig i denne modulering.
Typer af analog modulation
Frekvensmodulation (FM) varierer transportørens frekvens i forhold til meddelelsen eller datasignalet, mens andre parametre holdes konstant. Fordelen ved FM over AM er den større undertrykkelse af støj på bekostning af båndbredde i FM. Det bruges i applikationer som radio, radar, telemetri-seismisk efterforskning og så videre. Effektiviteten og båndbredderne afhænger af moduleringsindekset og den maksimale moduleringsfrekvens.
I fasemodulation , varieres bærerfasen i overensstemmelse med datasignalet. I denne type modulering, når fasen ændres, påvirker den også frekvensen, så denne modulering kommer også under frekvensmodulation.
Analog modulering (AM, FM og PM) er mere følsom over for støj. Hvis der kommer støj ind i et system, vedvarer det og bæres indtil slutmodtageren. Derfor kan denne ulempe overvindes ved hjælp af den digitale moduleringsteknik.
ER
Digital modulering
For bedre kvalitet og effektiv kommunikation anvendes den digitale moduleringsteknik. De vigtigste fordele ved digital modulering i forhold til analog modulering inkluderer tilladt effekt, tilgængelig båndbredde og høj støjimmunitet. I digital modulering konverteres et meddelelsessignal fra analog til digital meddelelse og moduleres derefter ved hjælp af en bærebølge.
Bærebølgen tastes eller tændes og slukkes for at skabe impulser, således at signalet moduleres. I lighed med analogen bestemmer parametrene som amplitude, frekvens og fasevariation af bærebølgen typen af digital modulation.
Det typer digital modulering er baseret på den anvendte type signal og applikation såsom 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 osv. som vist i figuren.
Amplitude shift-tastning ændrer amplituden af bærebølgen baseret på basisbåndsignalet eller meddelelsessignalet, som er i digitalt format. Den bruges til lavbåndskrav og er følsom over for støj.
Ved frekvensskiftnøgling varieres bærebølgefrekvensen for hvert symbol i de digitale data. Det har brug for større båndbredder som vist på figuren. Tilsvarende ændrer faseskiftnøglen bærerens fase for hvert symbol, og den er mindre følsom over for støj.
Frekvensmodulation
For at skabe en frekvensmoduleret bølge varieres radiobølgens frekvens i overensstemmelse med amplituden på indgangssignalet.
Frekvensmodulation
Når lydbølgen moduleres med radiofrekvensbærersignalets, vil det genererede frekvenssignal ændre sit frekvensniveau. Den variation, hvormed bølgen bevæger sig opad og nedad, skal bemærkes. Dette betegnes som afvigelse og repræsenteres generelt som kHz-afvigelse.
Når et signal f.eks. Har en afvigelse på enten + eller - 3 kHz, repræsenteres det som ± 3 kHz. Dette betyder, at bæresignalet har en opadgående og nedadgående afvigelse på 3 kHz.
Broadcasting-stationer, der har brug for et meget højt frekvensområde i frekvensspektret (i området 88,5 - 108 MHz), har de bestemt brug for en stor afvigelse, der er næsten ± 75 kHz. Dette kaldes bredbåndsfrekvensmodulation. Signalerne i dette interval har muligheden for at hjælpe transmissionernes høje kvalitet, mens de også kræver højere båndbredde. Generelt er 200 kHz tilladt for hver WBFM. Og for smallband FM er en afvigelse på ± 3 kHz nok.
Mens du implementerer en FM-bølge, er det mere fordelagtigt at kende moduleringseffektivitetsområdet. Dette står som parameter i angivelse af faktorer såsom at kende typen af signal, hvad enten det er bredbånds- eller smalbånds-FM-signal. Det hjælper også med at sikre, at hele modtagere eller sendere, der er i systemet, er programmeret til at tilpasse sig det standardiserede moduleringsområde, da dette viser en indflydelse på faktorer som kanalafstand, modtagerens båndbredde og andre.
Så for at angive moduleringsniveauet skal moduleringsindeks og parametre for afvigelsesforhold bestemmes.
De forskellige typer frekvensmodulation inkluderer følgende.
Smalt bånd FM
- Dette betegnes som typen af frekvensmodulation, hvor moduleringsindeksværdien er for minimal.
- Når moduleringsindeksværdien er<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.
- Det maksimale moduleringsfrekvensområde er 3 kHz
- Den maksimale frekvensafvigelsesværdi er 75 kHz
Bredbånd FM
- Dette betegnes som typen af frekvensmodulation, hvor moduleringsindeksværdien er stor.
- Når moduleringsindeksværdien er> 0,3, vil der være mere end to sidebånd, der har båndbredde så dobbelt som moduleringssignalet. Når moduleringsindeksværdien stiger, øges antallet af sidebånd. Så β> 0,3 kaldes smalbånds frekvensmodulation.
- Det maksimale interval for modulerende frekvenser er mellem 30 Hz - 15 kHz
- Den maksimale frekvensafvigelsesværdi er 75 kHz
- Denne frekvensmodulation har brug for et højere båndbreddeområde, som er næsten 15 gange foran det smalle bånds frekvensmodulation.
De andre typer moduleringsteknikker, der anvendes i kommunikationssystemet, er:
- Binær faseskift-tastning
- Differentiel faseforskydning
- Differentialkvadratur faseforskydning
- Forskydning af kvadratfaseskiftnøgling
- Audio FSK
- Multi FSK
- Dual-tone FSK
- Minimum skiftnøgling
- Gaussisk minimumskiftnøgling
- Trellis kodet type modulering
Fordele ved forskellige typer modulering
Med henblik på transmission skal størrelsen på antenne skal være meget stor, før moduleringsteknikken ikke blev foreslået. Kommunikationsniveauet bliver begrænset, da der ikke vil være nogen langdistancekommunikation med nul niveauer af forvridninger.
Så med udviklingen af modulering er der mange fordele ved at bruge kommunikationssystemer . Og fordelene ved modulering er:
- Størrelsen på antennen kan mindskes
- Der sker ingen form for signalkonsolidering
- Kommunikationsområdet udvides
- Der vil være mulighed for multiplexing
- Man kan justere båndbredden efter kravene
- Kvaliteten af modtagelsen øges
- Bedre ydeevne og effektivitet
Anvendelser af forskellige typer modulering
Der er en bred vifte af forskellige moduleringsteknikker, og de er:
- Implementeret i musikblanding og magnetbåndoptagelsessystemer
- At spore EEG-overvågning for nyfødte børn
- Anvendes i telemetri
- Brugt i radar
- FM-transmissionsteknikker
For at undgå at gøre denne artikel kompleks, er nogle matematiske ligninger og dybtgående information om digitale kommunikationssystemer blevet undtaget fra den. Imidlertid sikrer bestræbelserne på at frembringe denne artikel grundlæggende information om forskellige typer modulering i kommunikationssystemet . Det er også vigtigere at have en klar idé om, hvad der er
