Modulace je ... Modulace šíře impulzů

Tváří v tvář novým koncepcím v každodenním životě se mnozí lidé snaží najít odpovědi na své otázky. Za tímto účelem je třeba popsat jakýkoli jev. Jedním z nich je pojem modulace. Bude dále diskutováno.

Obecný popis

Modulace je proces změny jedné nebo celé sady vysokofrekvenčních oscilačních parametrů v souladu s právem informačních nízkofrekvenčních zpráv. Výsledkem je přenos spektra řídícího signálu do oblasti s vysokou frekvencí, neboť efektivní vysílání do prostoru vyžaduje, aby všechny vysílače pracovaly na různých frekvencích, aniž by se navzájem přerušovaly. Kvůli tomuto procesu jsou informační oscilace umístěny na nosiči a priori známy. Řídící signál obsahuje přenášené informace. Vysokofrekvenční kmitání převezme úlohu nosiče informací, díky němuž získává status nosiče. Řídicí signál obsahuje přenášená data. Existují různé typy modulace, které závisí na použité formě kmitání: pravoúhlý, trojúhelníkový nebo nějaký jiný. Kdy diskrétní signál je obvyklé mluvit o manipulaci. Takže modulace je proces, který zahrnuje kmity, takže to může být frekvence, amplituda, fáze apod.

Odrůdy

Nyní můžeme zvážit, jaké druhy tohoto jevu existují. Modulace je ve skutečnosti proces, při kterém je vlna s nízkým kmitočtem přenášena vysokofrekvenční vlnou. Nejčastěji používané typy jsou frekvence, amplituda a fáze. Kdy frekvenční modulace dochází ke změně frekvence, amplitudy - amplitudy a fázové fáze. Tam jsou také smíšené druhy. Pulzní modulace a modifikace se vztahují k jednotlivým typům. V tomto případě se parametry vysokofrekvenční oscilace mění diskrétně.

Amplitudová modulace

V systémech s tímto typem změny se amplituda nosné vlny mění vysokou frekvencí modulační vlnou. Při analýze frekvencí na výstupu jsou zjištěny nejen vstupní frekvence, ale i jejich součet a rozdíl. V tomto případě, je-li modulace - je komplexní vlny, jako například signály řeči skládající se z řady frekvencí, že by se dva pásy, jeden z nich pod nosičem, a druhý člen na součet a rozdíl frekvencí. Jsou nazývány postranně: horní a dolní. První je kopie originálu zvukový signál, posunuta na určitou frekvenci. Dolní pásmo je kopií původního signálu, který byl obrácen, to znamená, že původní horní frekvence jsou nižší spodní frekvence v dolním postranním pásmu.

Spodní strana je zrcadlovým obrazem horní strany vzhledem k nosné frekvenci. Systém využívající amplitudovou modulaci, který vysílá nosič a obě strany, se nazývá dvoupásmový systém. Dopravce neobsahuje užitečné informace, takže může být odstraněn, ale signální pás bude v každém případě dvakrát původní. Zúžení pásky je dosaženo díky posunutí nejen nosiče, ale také jedné strany, protože obsahují jednu informaci. Tento typ je známý jako jednopásmová modulace s potlačeným nosičem.

Demodulace

Pro tento proces je nutné smíchat modulovaný signál s nosičem se stejnou frekvencí, kterou vysílá modulátor. Po tomto je původní signál získán jako samostatná frekvence nebo frekvenční pásmo a poté filtrován z jiných signálů. Někdy generace nosičů pro demodulaci probíhá přímo na místě a nemusí se vždy shodovat s nosnou frekvencí na samotném modulátoru. Vzhledem k malému rozdílu mezi frekvencemi existují nesrovnalosti, což je typické pro telefonní obvody.

Pulzní modulace

V tomto případě, na digitální signál v základním pásmu, to znamená, že umožňuje, aby kódovat více než jeden bit na přenosovou zakódováním binární data signálu na několika úrovních. Binární signály jsou někdy rozděleny na dvojice. Pro pár bitů můžete použít čtyři kombinace, přičemž každý pár je reprezentován jednou ze čtyř úrovní amplitudy. Takový kódovaný signál vyznačující se tím, že rychlost modulace je polovina přenosová rychlost z původního signálu dat, takže může být použit pro modulaci amplitudy v konvenčním způsobem. Její žádost našla v rádiu.

Frekvenční modulace

Systémy s takovou modulací předpokládají, že nosná frekvence se bude měnit podle tvaru modulačního signálu. Tento typ je lepší, pokud jde o stabilitu amplitudy určit dopad na existující telefonní sítě, takže by měl být použit při nízkých rychlostech, kde není potřeba zapojit velkou šířku pásma.

Modulace fázové amplitudy

Chcete-li zvýšit počet bitů na baud, můžete kombinovat fázovou a amplitudovou modulaci.

Jednou z moderních metod amplitudové fáze je modulace založená na přenosu několika nosičů. Například v některé aplikaci se používá 48 nosičů, oddělených pásem 45 Hz. Kombinací amplitudu a fázovou modulaci pro každý nosič je přiděleno 32 diskrétní stavy v každé přenosové období samostatný, takže je možné provádět 5 bitů za Bd. Ukázalo se, že tato sada umožňuje převést 240 bitů na baud. Při provozu na frekvenci 9600 bps vyžaduje rychlost modulace pouze 40 baudů. Taková nízká hodnota je zcela tolerantní k amplitudě a fázovým skokům, které jsou vlastní v telefonní síti.

Pulzní kódová modulace

Tento druh je obvykle považován za systém pro vysílání analogové signály, například hlas v digitální podobě. Tato modulační technika se v modemu nepoužívá. Zde je analogový signál vzorkován dvakrát vyšší než je nejvyšší frekvence signální složky v analogové podobě. Při používání takových systémů v telefonních sítích dochází k hradení 8000 krát za sekundu. Každý počet je úroveň napětí zakódovaná v sedmbitovém kódu. Abyste si mohli co nejlépe představit konverzační řeč, používá se logaritmické kódování. Sedm bitů společně s osmi, které mluví o přítomnosti signálu, tvoří oktet.

Pro obnovení signálu zprávy je vyžadována modulace a detekce, tj. Reverzní proces. V tomto případě je signál transformován nelineární metodou. Nelineární prvky obohacují spektrum výstupního signálu o nové komponenty spektra a filtry se používají k izolaci nízkofrekvenčních komponent. Modulace a detekce lze provádět pomocí vakuových diod, tranzistorů, polovodičových diod jako nelineárních prvků. Tradičně se používají bodové polovodičové diody, protože vstupní kapacita je v rovinných rovinách mnohem větší.

Moderní typy

Digitální modulace poskytuje mnohem více informační kapacity a poskytuje kompatibilitu s nejrůznějšími digitálními datovými službami. Navíc zvyšuje bezpečnost informací, zlepšuje kvalitu komunikačních systémů a urychluje přístup k nim.

Existuje několik omezení, s nimiž se vývojáři systémů setkávají: povolený výkon a šířka frekvenčního pásma, daná hladina hluku komunikačních systémů. Každý den se počet uživatelů komunikačních systémů zvyšuje a poptávka po nich se zvyšuje, což vyžaduje nárůst rádiového zdroje. Digitální modulace se výrazně liší od analogové modulace tím, že nosič nese v sobě velké množství informací.

Problémy s používáním

Před vývojáři digitálních radiokomunikačních systémů je hlavním úkolem najít kompromis mezi šířkou pásma přenosu dat a technickou složitostí systému. Pro dosažení požadovaného výsledku je vhodné použít různé modulační metody. Rádiová komunikace může být také uspořádána pomocí nejjednodušších obvodů vysílače a přijímače, ale pro toto spojení bude použito kmitočtové spektrum úměrné počtu uživatelů. Pro složitější přijímače a vysílače je vyžadována menší šířka pásma pro vysílání informací ve stejném svazku. Pro přechod na spektrálně efektivní způsoby přenosu je nutné zařízení odpovídajícím způsobem komplikovat. Tento problém nezávisí na tom typ komunikace.

Alternativní možnosti

Pulzní šířková modulace je charakterizována skutečností, že nosný signál je sekvence impulzů, zatímco frekvence impulzů je konstantní. Změny se týkají pouze trvání každého impulzu podle modulačního signálu.

Modulace šíře impulzů se liší od modulace frekvenční fáze. Ten druhý předpokládá modulaci signálu ve formě sinusoidu. Je charakterizována konstantní amplitudou a proměnnou frekvencí nebo fází. Impulzní signály lze také měnit frekvencí. Možná je trvání impulsu fixní a jejich frekvence je v nějakém druhu střední hodnota, ale jejich okamžitá hodnota se bude lišit v závislosti na modulačních signálech.

Závěry

Můžete použít jednoduché typy modulace, přičemž pouze jeden parametr se mění modulačními informacemi. Kombinovaná schéma modulace, která se používá v moderních komunikačních zařízeních, spočívá v současné změně amplitudy a fáze nosné. V moderních systémech může být použito několik nosičů, z nichž každá se používá modulace určitého typu. V tomto případě mluvíme o schématech modulace signálu. Tento termín se používá také pro složitější víceúrovňové druhy, pokud je pro vyčerpávající informace požadován další popis vlastností.

V moderních komunikačních systémech se používají nejefektivnější typy modulace, čímž se minimalizuje šířka pásma za účelem uvolnění frekvenčního prostoru pro jiné typy signálů. Kvalita komunikace z tohoto výhledu vyhrává, ale složitost zařízení je v tomto případě velmi vysoká. Frekvence modulace nakonec dává výsledek, který je pro koncového uživatele viditelný pouze z hlediska použitelnosti hardwaru.