Modülasyon Teknikleri Temelleri

"Sayısaldan-analoga dönüştürme, sayısal verilerdeki bilgilere dayanarak bir analog sinyalin özelliklerinden birini değiştirme işlemidir. Bir sinüs dalgası üç özellik ile tanımlanır: genlik, frekans ve faz. Bu özelliklerden herhangi birini değiştirdiğimizde, o dalganın farklı bir versiyonunu yaratırız. Bu nedenle, basit bir elektrik sinyalinin bir özelliğini değiştirerek, dijital verileri temsil etmek için kullanabiliriz. ----- FMUSER"


Dijital verileri analog bir sinyale dönüştürmek için üç mekanizma vardır: genlik kaydırmalı anahtarlama (ASK), frekans kaydırmalı anahtarlama (FSK) ve faz kaydırmalı anahtarlama (FSK)PSK). Ek olarak, hem genliği hem de fazı değiştirmeyi birleştiren dördüncü (ve daha iyi) bir mekanizma vardır. karesel genlik modülasyonu (QAM).

Bant genişliği
Dijital verilerin analog iletimi için gereken bant genişliği, taşıyıcı sinyaller arasındaki farkın eklenmesi gereken FSK hariç sinyal hızı ile orantılıdır.

Ayrıca bakınız: >> 8-QAM, 16-QAM, 32-QAM, 64-QAM 128-QAM, 256-QAM karşılaştırması 

Taşıyıcı Sinyali
Analog iletimde, gönderen cihaz bilgi sinyali için bir taban görevi gören yüksek frekanslı bir sinyal üretir. Bu temel sinyale taşıyıcı sinyali veya taşıyıcı frekansı denir. Alıcı cihaz, gönderenden beklediği taşıyıcı sinyalinin frekansına ayarlanmıştır. Dijital bilgi daha sonra bir veya daha fazla özelliğini (genlik, frekans veya faz) değiştirerek taşıyıcı sinyali değiştirir. Bu tür bir modifikasyon denir modülasyon (üst karakter tuşlama).

1. Genlik Kaydırma Tuşlaması:
Genlik kaydırma anahtarlamasında, taşıyıcı sinyalin genliği, sinyal elemanları oluşturmak için değiştirilir. Genlik değişirken hem frekans hem de faz sabit kalır.

İkili ASK (BASK)
ASK normalde sadece iki seviye kullanılarak uygulanır. Buna ikili genlik kaydırma anahtarlama veya açma-kapama anahtarlama (OOK) denir. Bir sinyal seviyesinin tepe genliği 0'dır; diğeri, taşıyıcı frekansının genliği ile aynıdır. Aşağıdaki şekil ikili ASKS'nin kavramsal bir görünümünü vermektedir.

 

Ayrıca bakınız: >> AM ve FM arasındaki fark nedir? 

Uygulama:
Dijital veriler, 1V yüksek voltaj ve 0V düşük voltaj ile tek kutuplu bir NRZ dijital sinyal olarak sunulursa, uygulama, NRZ dijital sinyalini, aşağıdaki şekilde temsil edilen bir osilatörden gelen taşıyıcı sinyali ile çarparak elde edilebilir. NRZ sinyalinin büyüklüğü 1 olduğunda, taşıyıcı frekansının büyüklüğü tutulur; NRZ sinyalinin genliği 0 olduğunda, taşıyıcı frekansının genliği sıfırdır.




ASK için bant genişliği:
Taşıyıcı sinyal sadece bir basit sinüs dalgasıdır, ancak modülasyon işlemi periyodik olmayan bir bileşik sinyal üretir. Bu sinyal sürekli bir frekans setine sahiptir. Beklediğimiz gibi, bant genişliği sinyal hızı (baud hızı) ile orantılıdır.

Bununla birlikte, normalde d olarak adlandırılan, modülasyon ve filtreleme işlemine bağlı olan başka bir faktör vardır. D değeri 0 ile 

●Bu, bant genişliğinin gösterildiği gibi ifade edilebileceği anlamına gelir; burada S, sinyal hızı ve B, bant genişliği demektir.

Formül, gerekli bant genişliğinin minimum S değerine ve maksimum 2S değerine sahip olduğunu gösterir. Buradaki en önemli nokta bant genişliğinin konumudur. Bant genişliğinin ortası, taşıyıcı frekansının bulunduğu yerdir. Bu, bir bant geçiren kanalımız varsa, modüle edilmiş sinyalin bu bant genişliğini kaplaması için fc'yi seçebileceğimiz anlamına gelir. Bu aslında dijitalden analoga dönüşümün en önemli avantajıdır.

Ayrıca bakınız: >>QAM nedir: dördün genlik modülasyonu 

2. Frekans kaydırmalı anahtarlama

Frekans kaydırma anahtarlamasında, taşıyıcı sinyalin frekansı verileri temsil edecek şekilde değiştirilir. Modüle edilmiş sinyalin frekansı, bir sinyal elemanının süresi boyunca sabittir, ancak veri elemanı değişirse bir sonraki sinyal elemanı için değişir. Hem tepe genliği hem de faz, tüm sinyal elemanları için sabit kalır.

İkili FSK (BFSK)
İkili FSK (veya BFSK) hakkında düşünmenin bir yolu, iki taşıyıcı frekansı düşünmektir. Aşağıdaki şekilde, iki taşıyıcı frekansı f1 ve f2 seçtik. Veri öğesi 0 ise ilk taşıyıcıyı kullanırız; veri öğesi 1 ise ikincisini kullanırız.




Yukarıdaki şekilde, bir bant genişliğinin ortası f1, diğerinin ortası f2'dir. Hem f1 hem de f2, iki bant arasındaki orta noktadan ayrıdır. İki frekans arasındaki fark 2∆f'dir.

Ayrıca bakınız: >> QAM Modülatör ve Demodülatör  

Uygulama:
BFSK'nin iki uygulaması vardır: tutarlı olmayan ve tutarlı. Tutarsız BFSK'da, bir sinyal elemanı sona erdiğinde ve diğeri başladığında fazda süreksizlik olabilir. Tutarlı BFSK'da faz, iki sinyal elemanının sınırı boyunca devam eder. Tutarsız BFSK, BFSK'ye iki ASK modülasyonu olarak muamele edilerek ve iki taşıyıcı frekansı kullanılarak uygulanabilir. Tutarlı BFSK, frekansını giriş voltajına göre değiştiren bir voltaj kontrollü osilatör (VCO) kullanılarak uygulanabilir.

Aşağıdaki şekil, ikinci uygulamanın arkasındaki basitleştirilmiş fikri göstermektedir. Osilatöre giriş, tek kutuplu NRZ sinyalidir. NRZ genliği sıfır olduğunda, osilatör düzenli frekansını korur; genlik pozitif olduğunda, frekans artar.

BFSK için bant genişliği:

Yukarıdaki şekilde FSK'nın bant genişliği gösterilmektedir. Yine taşıyıcı sinyaller sadece basit sinüs dalgalarıdır, fakat modülasyon sürekli frekanslarla periyodik olmayan bir bileşik sinyal oluşturur. FSK'yı, her biri kendi taşıyıcı frekansı f1 ve f2 olan iki ASK sinyali olarak düşünebiliriz. İki frekans arasındaki fark 2∆f ise, gerekli bant genişliği

3. Faz Kayması Anahtarlaması:
Faz kaydırma anahtarlamasında, taşıyıcının fazı iki veya daha fazla farklı sinyal elemanını temsil edecek şekilde değiştirilir. Faz değiştikçe hem tepe genliği hem de frekans sabit kalır.

İkili PSK (BPSK):
En basit PSK, biri 0 ° fazlı, diğeri 180 ° fazlı sadece iki sinyal elemanına sahip olduğumuz ikili PSK'dır. Aşağıdaki şekil PSK'nın kavramsal bir görünümünü vermektedir. İkili PSK, büyük bir avantajla ikili ASK kadar basittir - gürültüye daha az duyarlıdır. ASK'da, bit algılama kriteri sinyalin genliğidir. Ama PSK'da bu aşama. Gürültü, genliği fazı değiştirebileceğinden daha kolay değiştirebilir. Başka bir deyişle, PSK gürültüye ASK'den daha az duyarlıdır. İki taşıyıcı sinyale ihtiyacımız olmadığı için PSK, FSK'den üstündür.

Bantgenişliği:
Bant genişliği ikili ASK ile aynıdır, ancak BFSK için olandan daha azdır. İki taşıyıcı sinyali ayırmak için hiçbir bant genişliği israf edilmez.

Ayrıca bakınız: >>512 QAM vs 1024 QAM vs 2048 QAM vs 4096 QAM modülasyon türleri

Uygulama:
BPSK'nin uygulanması ASK için olduğu kadar basittir. Bunun nedeni, faz 180 ° olan sinyal elemanının, sinyal elemanının faz 0 ° ile tamamlayıcısı olarak görülebilmesidir. Bu bize BPSK'nın nasıl uygulanacağı hakkında bir ipucu veriyor. Aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi, tek kutuplu bir NRZ sinyali yerine bir polar NRZ sinyali kullanıyoruz. Polar NRZ sinyali taşıyıcı frekansı ile çarpılır. 1 bit (pozitif voltaj) 0 ° 'de başlayan bir faz ile temsil edilir 0 bit (negatif voltaj) 180 °' de başlayan bir faz ile temsil edilir.

 

4. Dörtlü Genlik Modülasyonu (QAM)
PSK, ekipmanın fazdaki küçük farklılıkları ayırt etme kabiliyeti ile sınırlıdır. Bu faktör potansiyel bit hızını sınırlar. Şimdiye kadar, bir anda sinüs dalgasının üç özelliğinden sadece birini değiştiriyoruz; ama ya ikisini değiştirirsek? ASK ve PSK'yı neden birleştirmiyorsunuz? Her taşıyıcı için farklı genlik seviyelerine sahip bir faz içi ve diğer dörtlü olmak üzere iki taşıyıcı kullanma fikri, dörtlü genlik modülasyonunun (QAM) arkasındaki kavramdır.

QAM'ın olası varyasyonları çoktur. Aşağıdaki şekilde bu şemalardan bazıları gösterilmektedir. Aşağıdaki şekilde, Bölüm a, her bir taşıyıcıyı modüle etmek için tek kutuplu bir NRZ sinyali kullanan en basit 4-QAM şemasını (dört farklı sinyal elemanı tipi) gösterir. ASK (OOK) için kullandığımız mekanizma budur. Bölüm b, polar NRZ kullanan başka bir 4-QAM gösterir, ancak bu QPSK ile tamamen aynıdır. Bölüm c, iki taşıyıcının her birini modüle etmek için iki pozitif seviyeye sahip bir sinyal kullandığımız başka bir QAM-4'ü göstermektedir. Son olarak, Bölüm - d, dört pozitif ve dört negatif sekiz seviyeli bir sinyalin 16-QAM takımyıldızını gösterir.

Şunlar da hoşunuza gidebilir: >>"DB", "dBm" ve "dBi" arasındaki fark nedir? 
                                >>Desteklenen Aygıtlara M3U / M3U8 IPTV Çalma Listelerini Manuel Olarak Yükleme / Ekleme
                                >>VSWR Nedir: Gerilim Daimi Dalga Oranı

Mesaj bırakın 

İleti listesi