Suočeni s novim konceptima u svakodnevnom životu, mnogi pokušavaju pronaći odgovore na svoja pitanja. Za to je potrebno opisati bilo koji fenomen. Jedna od njih je modulacija. O tome će se dalje raspravljati.
Opšti opis
Modulacija je proces promjene jednog ili čitavog skupa parametara visokofrekventnih oscilacija u skladu sa zakonom niskofrekventne informativne poruke. Rezultat toga je prenos spektra kontrolnog signala u visokofrekventni region, jer efikasno emitovanje u svemir zahteva da svi primopredajnici rade na različitim frekvencijama bez prekidanja jedni drugih. Zahvaljujući ovom procesu, informacione oscilacije se postavljaju na a priori poznat nosač. Kontrolni signal sadrži prenesene informacije. Visokofrekventna oscilacija preuzima ulogu nosioca informacije, zbog čega dobija status nosioca. Upravljački signal sadrži prenesene podatke. Postoje različite vrste modulacije, koje zavise od toga koji se talasni oblik koristi: pravougaoni, trokutasti ili neki drugi. Kod diskretnog signala uobičajeno je govoriti o manipulaciji. dakle,modulacija je proces koji uključuje oscilacije, tako da može biti frekvencija, amplituda, faza, itd.
Varieties
Sada možemo razmotriti koje vrste ovog fenomena postoje. U suštini, modulacija je proces kojim se talas niske frekvencije prenosi visokofrekventnim talasom. Najčešće se koriste sljedeće vrste: frekvencija, amplituda i faza. Kod frekvencijske modulacije dolazi do promjene frekvencije, kod amplitudske modulacije amplituda, a kod fazne modulacije do faze. Postoje i mješovite vrste. Impulsna modulacija i modifikacija su odvojeni tipovi. U ovom slučaju, parametri visokofrekventne oscilacije se mijenjaju diskretno.
Amplitudna modulacija
U sistemima sa ovom vrstom promene, amplituda nosećeg talasa se menja na visokoj frekvenciji uz pomoć modulirajućeg talasa. Kada se analiziraju frekvencije na izlazu, ne otkrivaju se samo ulazne frekvencije, već i njihov zbir i razlika. U ovom slučaju, ako je modulacija složeni talas, kao što su govorni signali koji se sastoje od mnogo frekvencija, tada će za zbir i razliku frekvencija biti potrebna dva pojasa, jedan ispod nosioca i jedan iznad. Zovu se bočni: gornji i donji. Prvi je kopija originalnog audio signala pomaknutog za određenu frekvenciju. Donji opseg je kopija originalnog signala koji je invertiran, to jest, originalne visoke frekvencije su niže frekvencije na donjoj strani.
Donji bočni pojas je zrcalna slika gornjeg bočnog pojasa u odnosu na frekvenciju nosioca. Sistem koji koristi amplitudnu modulaciju,prijenos nosioca i obje strane naziva se dvosmjernim. Nosač ne sadrži korisne informacije, pa se može ukloniti, ali u svakom slučaju širina signala će biti dvostruko veća od originalne. Sužavanje pojasa postiže se zamjenom ne samo nosača, već i jednog od bočnih, jer sadrže jednu informaciju. Ovaj tip je poznat kao SSB modulacija sa potisnutim nosiocem.
Demodulacija
Ovaj proces zahtijeva da se modulirani signal pomiješa sa nosiocem iste frekvencije koju emituje modulator. Nakon toga, originalni signal se dobija kao zasebna frekvencija ili frekventni opseg, a zatim se filtrira iz drugih signala. Ponekad se generisanje nosioca za demodulaciju odvija na licu mesta, i ne poklapa se uvek sa frekvencijom nosioca na samom modulatoru. Zbog male razlike između frekvencija pojavljuju se neusklađenosti, što je tipično za telefonska kola.
Pulsna modulacija
Ovo koristi digitalni signal osnovnog pojasa, što znači da dozvoljava više od jednog bita po baudu da se kodira kodiranjem signala binarnih podataka u signal na više nivoa. Bitovi binarnih signala se ponekad dijele u parove. Za par bitova mogu se koristiti četiri kombinacije, pri čemu je svaki par predstavljen jednim od četiri nivoa amplitude. Takav kodirani signal karakterizira činjenica da je brzina modulacije u bodovima upola manja od originalnog signala podataka, pa se može koristiti zaamplitudna modulacija na uobičajeni način. Svoju primjenu našla je u radio komunikacijama.
Frekvencijska modulacija
Sistemi sa ovom modulacijom pretpostavljaju da će se frekvencija nosioca promijeniti u skladu s oblikom modulirajućeg signala. Ovaj tip je superiorniji od amplitudnog tipa u smislu otpornosti na određene uticaje koji su dostupni na telefonskoj mreži, pa ga treba koristiti pri malim brzinama gde nema potrebe za privlačenjem velikog frekventnog opsega.
Fazno-amplitudna modulacija
Da povećate broj bitova po baudu, možete kombinovati faznu i amplitudnu modulaciju.
Jedan od savremenih metoda amplitudno-fazne modulacije može se nazvati onom koji se zasniva na prenosu više nosilaca. Na primjer, u nekoj aplikaciji se koristi 48 nosača, razdvojenih širinom pojasa od 45 Hz. Kombinovanjem AM i PM, do 32 diskretna stanja se dodeljuju svakom nosiocu po pojedinačnom periodu bauda, tako da se može preneti 5 bitova po baudu. Ispostavilo se da vam cijeli ovaj set omogućava prijenos 240 bita po baudu. Kada radi na 9600 bps, brzina modulacije zahtijeva samo 40 baudova. Ovako niska brojka je prilično tolerantna na skokove amplitude i faze svojstvene telefonskoj mreži.
PCM
Ovaj tip se obično smatra sistemom za emitovanje analognih signala, kao što je glas u digitalnom obliku. Ova tehnika modulacije se ne koristi u modemima. Evo gatinga analognog signala sana dvostruko najvišoj frekvenciji komponente analognog signala. Kada se takvi sistemi koriste na telefonskim mrežama, stroboskop se javlja 8000 puta u sekundi. Svaki uzorak je nivo napona kodiran sa sedmobitnim kodom. Za najbolje predstavljanje govornog jezika koristi se logaritamsko kodiranje. Sedam bitova, zajedno sa osmim, koji ukazuje na prisustvo signala, čine oktet.
Modulacija i detekcija su potrebni za vraćanje signala poruke, odnosno obrnuti proces. U ovom slučaju, signal se pretvara na nelinearan način. Nelinearni elementi obogaćuju spektar izlaznog signala novim komponentama spektra, a filteri se koriste za izolaciju niskofrekventnih komponenti. Modulacija i detekcija se mogu izvesti upotrebom vakuum dioda, tranzistora, poluvodičkih dioda kao nelinearnih elemenata. Tradicionalno se koriste tačkaste poluvodičke diode, budući da je planarni ulazni kapacitet primjetno veći.
Moderni pogledi
Digitalna modulacija pruža mnogo više informacija i osigurava kompatibilnost sa raznim uslugama digitalnih podataka. Osim toga, povećava sigurnost informacija, poboljšava kvalitet komunikacijskih sistema i ubrzava pristup njima.
Postoje brojna ograničenja sa kojima se dizajneri bilo kojeg sistema suočavaju: dozvoljena snaga i propusni opseg, dati nivo buke komunikacijskih sistema. Broj korisnika se povećava svakim danomkomunikacionih sistema, a potražnja za njima također raste, što zahtijeva povećanje radio resursa. Digitalna modulacija se značajno razlikuje od analogne po tome što nosilac u njoj prenosi velike količine informacija.
Poteškoće u korištenju
Programeri digitalnih radio komunikacionih sistema suočavaju se sa takvim glavnim zadatkom - pronaći kompromis između propusnog opsega prenosa podataka i složenosti sistema u tehničkom smislu. Za to je prikladno koristiti različite metode modulacije da biste dobili željeni rezultat. Radio komunikacija se također može organizirati korištenjem najjednostavnijih sklopova predajnika i prijemnika, ali će se za takvu komunikaciju koristiti frekvencijski spektar proporcionalan broju korisnika. Složeniji prijemnici i predajnici zahtijevaju manji propusni opseg za emitiranje iste količine informacija. Da bi se prešlo na spektralno efikasne metode prenosa, potrebno je komplikovati opremu shodno tome. Ovaj problem ne zavisi od vrste komunikacije.
Alternativne opcije
Modulaciju širine impulsa karakteriše činjenica da je njen signal nosioca niz impulsa, dok je frekvencija impulsa konstantna. Promjene se odnose samo na trajanje svakog impulsa prema modulirajućem signalu.
Modulacija širine impulsa se razlikuje od frekvencijsko-fazne modulacije. Ovo posljednje uključuje modulaciju signala u obliku sinusoida. Karakterizira ga konstantna amplituda i promjenjiva frekvencija ili faza. Impulsni signali također mogu biti modulirani u frekvenciji. Može biti trajanjeimpulsi su fiksni, a njihova frekvencija je u nekoj prosječnoj vrijednosti, ali njihova trenutna vrijednost će varirati ovisno o modulirajućim signalima.
Zaključci
Mogu se koristiti jednostavne modulacije, sa samo jednim parametrom koji se mijenja prema informacijama o modulaciji. Kombinovana modulaciona šema koja se koristi u modernoj komunikacionoj opremi je kada se istovremeno menjaju i amplituda i faza nosioca. U modernim sistemima može se koristiti nekoliko podnosača, od kojih svaki koristi određenu vrstu modulacije. U ovom slučaju govorimo o shemama modulacije signala. Ovaj termin se takođe koristi za složene poglede na više nivoa, kada je potreban dodatni opis karakteristika za sveobuhvatne informacije.
Moderni komunikacioni sistemi koriste najefikasnije vrste modulacije kako bi minimizirali propusni opseg kako bi oslobodili frekvencijski prostor za druge vrste signala. Od toga samo koristi kvalitet komunikacije, ali je složenost opreme u ovom slučaju vrlo visoka. U konačnici, frekvencija modulacije daje rezultat koji je vidljiv krajnjem korisniku samo u smislu jednostavnosti korištenja tehničkih sredstava.
