Asas Teknik Memodulasi

"Penukaran digital-ke-analog adalah proses mengubah salah satu ciri isyarat analog berdasarkan maklumat dalam data digital. Gelombang sinus ditakrifkan oleh tiga ciri: amplitud, frekuensi, dan fasa. Apabila kita mengubah ciri-ciri ini, kita membuat versi gelombang yang berbeza. Oleh itu, dengan mengubah satu ciri isyarat elektrik sederhana, kita dapat menggunakannya untuk mewakili data digital. ----- FMUSER"


Terdapat tiga mekanisme untuk memodulasi data digital menjadi isyarat analog: amplitud shift keying (ASK), keaktifan peralihan frekuensi (FSK), dan kefasa peralihan fasa (PSK). Di samping itu, ada mekanisme keempat (dan lebih baik) yang menggabungkan mengubah kedua-dua amplitud dan fasa, yang disebut modulasi amplitud kuadrature (QAM).

Bandwidth
Lebar jalur yang diperlukan untuk penghantaran analog data digital sebanding dengan kadar isyarat kecuali FSK, di mana perbezaan antara isyarat pembawa perlu ditambahkan.

See Also: >> Perbandingan 8-QAM, 16-QAM, 32-QAM, 64-QAM 128-QAM, 256-QAM 

Isyarat Pembawa
Dalam penghantaran analog, peranti penghantar menghasilkan isyarat frekuensi tinggi yang bertindak sebagai asas untuk isyarat maklumat. Isyarat asas ini dipanggil isyarat pembawa atau frekuensi pembawa. Peranti penerima disesuaikan dengan frekuensi isyarat pembawa yang diharapkannya dari pengirim. Maklumat digital kemudian mengubah isyarat pembawa dengan mengubah satu atau lebih ciri-cirinya (amplitud, frekuensi, atau fasa). Pengubahsuaian seperti ini disebut modulasi (kekunci shift).

1. Kekunci Shift Amplitud:
Dalam pengalihan amplitud, amplitud isyarat pembawa bervariasi untuk membuat elemen isyarat. Kedua-dua frekuensi dan fasa tetap berterusan semasa amplitud berubah.

ASK Perduaan (ASAS)
ASK biasanya dilaksanakan dengan hanya menggunakan dua tahap. Ini disebut sebagai keying shift amplitude binari atau ke-off keying (OOK). Amplitud puncak satu tahap isyarat adalah 0; yang lain sama dengan amplitud frekuensi pembawa. Gambar berikut memberikan pandangan konsep ASKS binari.

 

See Also: >> Apakah Perbezaan antara AM dan FM? 

Pelaksanaan:
Sekiranya data digital disajikan sebagai isyarat digital NRZ unipolar dengan voltan tinggi 1V dan voltan rendah 0V, pelaksanaannya dapat dicapai dengan mengalikan isyarat digital NRZ dengan isyarat pembawa yang berasal dari pengayun yang ditunjukkan dalam gambar berikut. Apabila amplitud isyarat NRZ adalah 1, amplitud frekuensi pembawa dipegang; apabila amplitud isyarat NRZ adalah 0, amplitud frekuensi pembawa adalah sifar.




Lebar jalur untuk ASK:
Isyarat pembawa hanya satu gelombang sinus sederhana, tetapi proses modulasi menghasilkan isyarat komposit bukan berkala. Isyarat ini mempunyai sekumpulan frekuensi berterusan. Seperti yang kita jangkakan, lebar jalur berkadar dengan kadar isyarat (baud rate).

Namun, biasanya ada faktor lain yang terlibat, disebut d, yang bergantung pada proses modulasi dan penyaringan. Nilai d adalah antara 0 dan 

●Ini bermaksud bahawa lebar jalur boleh dinyatakan seperti yang ditunjukkan, di mana S adalah kadar isyarat dan B adalah lebar jalur.

Rumus menunjukkan bahawa lebar jalur yang diperlukan mempunyai nilai minimum S dan nilai maksimum 2S. Titik yang paling penting di sini adalah lokasi lebar jalur. Bahagian tengah lebar jalur adalah di mana frekuensi pembawa berada. Ini bermaksud jika kita mempunyai saluran jalur lebar yang tersedia, kita dapat memilih fc kita sehingga isyarat yang dimodulasi menempati lebar jalur itu. Ini sebenarnya kelebihan terpenting dari penukaran digital ke analog.

See Also: >>Apa itu QAM: modulasi amplitud kuadratur 

2. Kekunci Penggeseran Frekuensi

Dalam pengalihan frekuensi, frekuensi isyarat pembawa bervariasi untuk mewakili data. Kekerapan isyarat termodulasi adalah tetap selama satu elemen isyarat, tetapi berubah untuk elemen isyarat seterusnya jika elemen data berubah. Kedua-dua amplitud puncak dan fasa tetap untuk semua elemen isyarat.

Perduaan FSK (BFSK)
Salah satu cara untuk memikirkan FSK binari (atau BFSK) adalah dengan mempertimbangkan dua frekuensi pembawa. Dalam Rajah berikut, kami telah memilih dua frekuensi pembawa f1 dan f2. Kami menggunakan pembawa pertama jika elemen data adalah 0; kita menggunakan yang kedua jika elemen data adalah 1.




Rajah di atas menunjukkan, tengah satu lebar jalur adalah f1 dan tengah yang lain adalah f2. Kedua-dua f1 dan f2 adalah ∆f selain dari titik tengah antara dua jalur. Perbezaan antara dua frekuensi adalah 2Δf.

See Also: >> QAM Modulator & Demodulator  

Pelaksanaan:
Terdapat dua pelaksanaan BFSK: tidak koheren dan koheren. Dalam BFSK yang tidak koheren, mungkin terdapat ketakselanjaran pada fasa ketika satu elemen isyarat berakhir dan yang berikutnya bermula. Dalam BFSK koheren, fasa berterusan melalui batas dua elemen isyarat. BFSK yang tidak koheren dapat dilaksanakan dengan memperlakukan BFSK sebagai dua modulasi ASK dan menggunakan dua frekuensi pembawa. BFSK koheren dapat dilaksanakan dengan menggunakan satu pengayun terkawal voltan (VCO) yang mengubah frekuensi mengikut voltan masukan.

Gambar berikut menunjukkan idea ringkas di sebalik pelaksanaan kedua. Input ke pengayun adalah isyarat NRZ unipolar. Apabila amplitud NRZ adalah sifar, pengayun mengekalkan frekuensi biasa; apabila amplitud positif, frekuensi meningkat.

Lebar jalur untuk BFSK:

Rajah di atas menunjukkan lebar jalur FSK. Sekali lagi isyarat pembawa hanya gelombang sinus sederhana, tetapi modulasi menghasilkan isyarat komposit bukan berkala dengan frekuensi berterusan. Kita boleh menganggap FSK sebagai dua isyarat ASK, masing-masing dengan frekuensi pembawa sendiri f1 dan f2. Sekiranya perbezaan antara dua frekuensi adalah 2Δf, maka lebar jalur yang diperlukan adalah

3. Kekunci Fasa Pergeseran:
Dalam kefasa pergeseran fasa, fasa pembawa bervariasi untuk mewakili dua atau lebih elemen isyarat yang berbeza. Kedua-dua amplitud puncak dan frekuensi tetap berterusan semasa fasa berubah.

Perduaan PSK (BPSK):
PSK termudah adalah PSK binari, di mana kita hanya mempunyai dua elemen isyarat, satu dengan fasa 0 °, dan yang lain dengan fasa 180 °. Gambar berikut memberikan pandangan konsep PSK. Perduaan PSK semudah ASK binari dengan satu kelebihan besar-kurang terdedah kepada kebisingan. Dalam ASK, kriteria untuk pengesanan bit adalah amplitud isyarat. Tetapi di PSK, ia adalah fasa. Kebisingan dapat mengubah amplitud lebih mudah daripada boleh mengubah fasa. Dengan kata lain, PSK kurang terdedah kepada bunyi berbanding ASK. PSK lebih unggul daripada FSK kerana kita tidak memerlukan dua isyarat pembawa.

Bandlebar:
Lebar jalur adalah sama seperti untuk ASK binari, tetapi kurang dari itu untuk BFSK. Tiada lebar jalur terbuang kerana memisahkan dua isyarat pembawa.

See Also: >>512 QAM vs 1024 QAM vs 2048 QAM vs 4096 jenis modulasi QAM

Pelaksanaan:
Pelaksanaan BPSK semudah itu untuk ASK. Sebabnya ialah elemen isyarat dengan fasa 180 ° dapat dilihat sebagai pelengkap elemen isyarat dengan fasa 0 °. Ini memberi kita petunjuk bagaimana melaksanakan BPSK. Kami menggunakan isyarat NRZ polar dan bukannya isyarat NRZ unipolar, seperti yang ditunjukkan dalam gambar berikut. Isyarat NRZ kutub didarabkan dengan frekuensi pembawa. 1 bit (voltan positif) diwakili oleh fasa bermula pada 0 ° 0 bit (voltan negatif) diwakili oleh fasa bermula pada 180 °.

 

4. Modulasi Amplitud Kuadratur (QAM)
PSK dibatasi oleh kemampuan peralatan untuk membezakan perbezaan kecil dalam fasa. Faktor ini menghadkan kadar bit berpotensi. Sejauh ini, kita hanya mengubah satu daripada tiga ciri gelombang sinus pada satu masa; tetapi bagaimana jika kita mengubah dua? Mengapa tidak menggabungkan ASK dan PSK? Idea untuk menggunakan dua pembawa, satu dalam fasa dan kuadratur yang lain, dengan tahap amplitud yang berbeza untuk setiap pembawa adalah konsep di sebalik modulasi amplitud kuadratur (QAM).

Kemungkinan variasi QAM banyak. Gambar berikut menunjukkan beberapa skema ini. Dalam rajah berikut Bahagian a menunjukkan skema 4-QAM termudah (empat jenis elemen isyarat berbeza) menggunakan isyarat NRZ unipolar untuk memodulasi setiap pembawa. Ini adalah mekanisme yang sama yang kami gunakan untuk ASK (OOK). Bahagian b menunjukkan 4-QAM yang lain menggunakan NRZ polar, tetapi ini sama dengan QPSK. Bahagian c menunjukkan QAM-4 lain di mana kami menggunakan isyarat dengan dua tahap positif untuk memodulasi setiap dua pembawa. Akhirnya, Bahagian - d menunjukkan konstelasi isyarat 16-QAM dengan lapan tahap, empat positif dan empat negatif.

Awak juga mungkin menyukai: >>Apakah perbezaan antara "dB", "dBm", dan "dBi"? 
                                >>Cara Memuatkan / Menambah Senarai Main IPTV M3U / M3U8 Secara Manual Pada Peranti yang Disokong
                                >>Apakah VSWR: Nisbah Gelombang Tetap Voltan

Tinggalkan pesanan 

Senarai mesej