Utilizzo e applicazioni di Amplitude Shift Keying (ASK)

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Il concetto più importante e interessante nella comunicazione è Modulazione . Ha diversi tipi. La modulazione è definita come il miglioramento delle caratteristiche del segnale in ampiezza, frequenza o fase rispetto al segnale portante. Se il segnale di ingresso è di forma analogica, tale modulazione viene chiamata modulazione analogica. E se gli ingressi segnalano sotto forma di digitale, tale modulazione è chiamata modulazione digitale. Le forme analogiche di segnali sono soggette a distorsione, rumore ed effetti di interferenza. A causa di questi tre difetti, i segnali digitali sono preferiti rispetto a quelli analogici. E nella modulazione digitale, il segnale di ingresso è solo digitale. Ha solo due livelli di tensione, alto o basso. Ma in segnale analogico , la sua tensione è continuata e risente di qualche tipo di rumore. Se il segnale in ingresso è sotto forma di digitale e se si cerca di aumentare le sue caratteristiche di ampiezza rispetto al segnale portante, questo processo di modulazione è chiamato Amplitude Shift Keying. È anche noto come ASK. Questo articolo discute cos'è ASK e la sua importanza.

Teoria della trasparenza dello spostamento di ampiezza

Questo tipo di modulazione rientra Modulazione digitale schemi. Qui, la parola keying ha una certa importanza, ovvero Keying indica la trasmissione del segnale digitale sul canale. Con la teoria del keying dello spostamento di ampiezza, possiamo comprendere il processo della tecnica ASK.




segnali analogici e digitali

In ASK, richiede due segnali di ingresso, il primo ingresso è un segnale di sequenza binaria e il secondo ingresso è un segnale portante. Qui il punto più importante che dobbiamo considerare sempre il secondo ingresso che è il segnale portante ha la gamma di ampiezza / tensione maggiore rispetto al segnale di sequenza binaria di ingresso.



Motivo per la scelta del segnale portante ad alte caratteristiche

Ad esempio, se vuoi andare in un posto puoi scegliere l'autobus per scopi di trasporto. Una volta raggiunta la destinazione esci dall'autobus. Qui quando sei arrivato a destinazione non stai considerando l'autobus che hai aiutato a raggiungere la tua destinazione. Stai usando l'autobus solo per un mezzo. Quindi, anche qui per completare il processo di modulazione, il segnale di sequenza binaria in ingresso utilizza i segnali portanti per raggiungere il suo punto di destinazione.

Un altro punto importante da considerare qui è che l'ampiezza del segnale portante dovrebbe essere maggiore dell'ampiezza del segnale binario di ingresso. Entro l'intervallo di ampiezza della portante moduleremo l'ampiezza del segnale di ingresso binario. Se l'ampiezza del segnale portante è inferiore alla tensione del segnale binario di ingresso, un tale processo di modulazione combinata porta a effetti di sovramodulazione e sotto-modulazione. Quindi, per ottenere una modulazione perfetta, la portante singola dovrebbe avere un intervallo di ampiezza maggiore rispetto al segnale binario di ingresso.

ask-block-diagram

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Nella teoria della codifica a variazione di ampiezza, l'ampiezza del segnale binario in ingresso varia in base alla tensione del segnale portante. In ASK, il segnale binario di ingresso viene moltiplicato per il segnale portante insieme ai suoi intervalli di tempo. Tra il primo intervallo di tempo del segnale binario di ingresso moltiplicato per il primo intervallo di tempo della tensione del segnale portante e lo stesso processo continua per tutti gli intervalli di tempo. Se il segnale binario di ingresso è logico ALTO per un certo intervallo di tempo, lo stesso dovrebbe essere fornito alle porte di uscita con un incremento del livello di tensione. Quindi lo scopo principale della modulazione di modulazione dello spostamento di ampiezza è quello di cambiare o migliorare le caratteristiche di tensione del segnale binario di ingresso relativo al segnale portante. Il diagramma sottostante che indica il diagramma a blocchi della codifica a spostamento di ampiezza.


A livello del circuito del mixer

Quando l'interruttore è chiuso - per tutti gli intervalli di tempo logici HIGH cioè quando il segnale di ingresso avente logica 1 durante quegli intervalli l'interruttore è chiuso e viene moltiplicato per il segnale portante che viene generato dal generatore di funzioni per la stessa durata.

Quando l'interruttore è aperto - quando il segnale di ingresso ha logico 0, l'interruttore è aperto e non viene generato alcun segnale di uscita. Poiché il segnale binario di ingresso logico 0 non ha tensione, quindi durante questi intervalli in cui il segnale portante si moltiplica con esso, l'uscita zero verrà. L'uscita è zero per tutti gli intervalli 0 logici del segnale binario di ingresso. Circuito miscelatore con filtri a forma di impulso e filtri a banda limitata per modellare il segnale di uscita ASK.

ask-modulation-waveforms

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Schema del circuito ASK

È possibile progettare un circuito di modulazione della codifica con spostamento di ampiezza 555timer IC come modalità astabile. Qui, il segnale portante può essere variato utilizzando R1, R2 e C. La frequenza portante può essere calcolata istantaneamente dalle formule come 0,69 * C * (R1 + R2). A PIN 4 applicheremo il segnale binario in ingresso e al PIN 3 il circuito genererà l'onda modulata ASK.

ask-modulation-circuit

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CHIEDERE Processo di demodulazione

Demodulazione è il processo di ricostruzione del segnale originale a livello del ricevitore. Ed è definito come, qualunque sia il segnale modulato ricevuto dal canale sul lato ricevitore implementando le opportune tecniche demodulate per recuperare / riprodurre il segnale di ingresso originale allo stadio di uscita del ricevitore.

La demodulazione ASK può essere eseguita in due modi. Sono,

  • Rilevamento coerente (demodulazione sincrona)
  • Rilevamento non coerente (demodulazione asincrona)

Inizieremo il processo di demodulazione con il rilevamento coerente, chiamato anche rilevamento ASK sincrono.

1). Rilevamento ASK coerente

In questo modo di processo di demodulazione, il segnale portante che stiamo usando nella fase del ricevitore è nella stessa fase con il segnale portante che stiamo usando nella fase del trasmettitore. Significa che il segnale portante negli stadi trasmettitore e ricevitore hanno gli stessi valori. Questo tipo di demodulazione è chiamato rilevamento ASK sincrono o rilevamento ASK coerente.

diagramma a blocchi di rilevamento-domanda-coerente

diagramma a blocchi di rilevamento-domanda-coerente

Il ricevitore riceve la forma d'onda modulata ASK dal canale ma qui questa forma d'onda modulata viene effettuata con segnale di rumore perché viene inoltrata dal canale dello spazio libero. Quindi questo, il rumore può essere eliminato dopo il moltiplicatore stage con l'aiuto di a filtro passa basso . Quindi viene inoltrato dal circuito di campionamento e mantenimento per convertirlo in forma di segnale discreto. Quindi, ad ogni intervallo, la tensione del segnale discreto viene confrontata con la tensione di riferimento (Vref) per ricostruire il segnale binario originale.

2). Rilevamento ASK non coerente

In questo, l'unica differenza è che il segnale portante che sta usando sul lato del trasmettitore e sul lato del ricevitore non sono nella stessa fase l'uno con l'altro. Per questo motivo, questo rilevamento viene chiamato rilevamento ASK non coerente (rilevamento ASK asincrono). Questo processo di demodulazione può essere completato utilizzando un dispositivo a legge quadrata. Il segnale di uscita che viene generato dal dispositivo a legge quadrata può essere inoltrato attraverso un filtro passa-basso per ricostruire il segnale binario originale.

diagramma a blocchi di rilevamento non coerente

diagramma a blocchi di rilevamento non coerente

La codifica con spostamento di ampiezza è una tecnica efficace per aumentare le caratteristiche di ampiezza di ingresso nelle comunicazioni. Ma queste forme d'onda modulate ASK sono facilmente influenzate dal rumore. E questo porta a variazioni di ampiezza. A causa di ciò, ci saranno fluttuazioni di tensione nelle forme d'onda di uscita. Il secondo inconveniente della tecnica di modulazione ASK è che ha una bassa efficienza energetica. Perché ASK richiede una larghezza di banda eccessiva. Porta a una perdita di potenza nello spettro di ASK.

Ogni volta che si modulano due segnali binari in ingresso, non è preferibile la modulazione della codifica con spostamento di ampiezza. Perché deve prendere un solo input. Quindi, per superare questo problema, è preferibile il Quadrature Amplitude Shift Keying (ASK). In questa tecnica di modulazione, possiamo modulare due segnali binari con due diversi segnali portanti. Qui, questi due segnali portanti sono in fase opposta con una differenza di 90 gradi. I segnali seno e coseno vengono utilizzati come portanti nella codifica a variazione di ampiezza in quadratura. Il vantaggio di questo è che utilizza efficacemente la larghezza di banda dello spettro. Offre una maggiore efficienza energetica rispetto alla codifica del cambio di ampiezza.

ampiezza-shift-keying-matlab-simulink

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Modifica dell'ampiezza della trasparenza Matlab Simulink può essere progettato con lo strumento Matlab. Dopo aver inizializzato lo strumento, seguendo gli opportuni passaggi possiamo disegnare il circuito ASK sull'area di lavoro. Dando i valori di segnale corretti possiamo ottenere le forme d'onda di uscita modulate

CHIEDERE Applicazioni

La modulazione ha un ruolo importante nelle comunicazioni. Di seguito sono menzionate le applicazioni per la codifica con spostamento di ampiezza. Sono:

  • Bassa frequenza RF applicazioni
  • Domotica dispositivi
  • Dispositivi per reti industriali
  • Stazioni base wireless
  • Sistemi di monitoraggio pressione pneumatici

Quindi, Ask (ampiezza shift keying) è una tecnica di modulazione digitale per aumentare le caratteristiche di ampiezza del segnale binario in ingresso. Ma i suoi svantaggi lo rendono così limitato. E questi inconvenienti possono essere superati con l'altra tecnica di modulazione che è l'FSK.