Poiché viviamo in un'era di comunicazione in cui possiamo trasferire facilmente qualsiasi forma di informazione (video, audio e altri dati) sotto forma di segnali elettrici a qualsiasi altro dispositivo o area destinata. Sebbene sia comune nella nostra esperienza percettiva che l'invio o la ricezione di segnali o dati sia semplice, ma coinvolge procedure, possibilità e scenari piuttosto complessi all'interno del sistemi di comunicazione . Quindi, nell'ambito dei sistemi di comunicazione, i giochi di modulazione hanno la responsabilità cruciale nel sistema di comunicazione di codificare le informazioni digitalmente nel mondo analogico. È molto importante modulare i segnali prima di inviarli alla sezione del ricevitore per un trasferimento a distanze maggiori, un trasferimento dati accurato e una ricezione dati a basso rumore. Per essere chiari, immergiamoci nel concetto dettagliato di sapere cos'è la modulazione, i diversi tipi in essa contenuti e quali sono i tipi di modulazione tecniche utilizzate nei sistemi di comunicazione.
Cos'è la modulazione?
La modulazione è un processo di modifica delle caratteristiche dell'onda da trasmettere sovrapponendo il segnale del messaggio al segnale ad alta frequenza. In questo processo i segnali video, voce e altri dati modificano i segnali ad alta frequenza, noti anche come onda portante . Questa onda portante può essere CC o CA o catena di impulsi a seconda dell'applicazione utilizzata. Di solito, un'onda sinusoidale ad alta frequenza viene utilizzata come segnale dell'onda portante.
Queste tecniche di modulazione sono classificate in due tipi principali: analogiche e digitali o modulazione degli impulsi . Prima di discutere ulteriormente i diversi tipi di tecniche di modulazione, comprendiamo l'importanza della modulazione.
Perché la modulazione viene utilizzata nella comunicazione?
- Nella tecnica di modulazione, la frequenza del segnale del messaggio viene aumentata a un intervallo in modo che sia più utile per la trasmissione. I seguenti punti descrivono l'importanza della modulazione nel sistema di comunicazione.
- Nel trasmissione del segnale , i segnali provenienti da varie sorgenti vengono trasmessi simultaneamente attraverso un canale comune utilizzando multiplexer. Se questi segnali vengono trasmessi contemporaneamente con una certa larghezza di banda, causano interferenze. Per ovviare a ciò, i segnali vocali vengono modulati a varie frequenze portanti in modo che il ricevitore possa sintonizzarli sulla larghezza di banda desiderata di sua scelta entro la gamma di trasmissione.
- Un altro motivo tecnico è antenna dimensione la dimensione dell'antenna è inversamente proporzionale alla frequenza del segnale irradiato. L'ordine della dimensione dell'apertura dell'antenna è almeno uno per un decimo della lunghezza d'onda del segnale. La sua dimensione non è praticabile se il segnale è di 5 kHz quindi, aumentare la frequenza modulando il processo ridurrà sicuramente l'altezza dell'antenna.
- La modulazione è importante per trasferire i segnali su grandi distanze poiché non è possibile inviare segnali a bassa frequenza per distanze maggiori.
- Allo stesso modo, la modulazione è importante anche per allocare più canali per gli utenti e per aumentare l'immunità al rumore.
Per iniziare a conoscere informazioni dettagliate sulle tecniche di modulazione, facci sapere per quanto riguarda i tipi di segnali nel processo di modulazione .
Segnale modulante
Questo segnale è anche definito come segnale di messaggio. Contiene i dati che devono essere trasmessi e quindi questo viene definito come segnale di messaggio. È considerato come il segnale in banda base in cui subisce un processo di modulazione per essere trasmesso o comunicato. Per questo motivo è il segnale modulante.
Segnale portante
Questa è la gamma alta del segnale di frequenza che ha livelli di ampiezza, frequenza e fase specifici, ma non contiene dati. Quindi, è definito come segnale portante in quanto è vuoto. Questo viene semplicemente utilizzato per trasmettere il messaggio alla sezione del ricevitore dopo il processo di modulazione.
Segnale modulato
Il segnale consequenziale che si ottiene dopo la procedura di modulazione è detto segnale modulato. Questo è il prodotto sia della portante che dei segnali modulanti.
Diversi tipi di modulazione
I due tipi di modulazione: le tecniche di modulazione analogica e digitale sono già state discusse. In entrambe le tecniche, le informazioni in banda base vengono convertite in segnali in radiofrequenza, ma nella modulazione analogica, questi Comunicazione RF i segnali sono un intervallo continuo di valori, mentre nella modulazione digitale questi sono stati discreti prestabiliti.
Tipi di modulazione
Modulazione analogica
In questa modulazione, un'onda sinusoidale variabile in modo continuo viene utilizzata come un'onda portante che modula il segnale del messaggio o il segnale dei dati. La funzione generale dell'onda sinusoidale è mostrata nella figura seguente, in cui, tre parametri possono essere modificati per ottenere la modulazione - sono principalmente ampiezza, frequenza e fase, quindi il tipi di modulazione analogica siamo:
- Modulazione di ampiezza (AM)
- Modulazione di frequenza (FM)
- Modulazione di fase (PM)
Nel modulazione d'ampiezza , l'ampiezza dell'onda portante viene variata in proporzione al segnale del messaggio e gli altri fattori come frequenza e fase rimangono costanti. Il segnale modulato è mostrato nella figura sottostante e il suo spettro è costituito da una banda di frequenza inferiore, una banda di frequenza superiore e componenti di frequenza portante. Questo tipo di modulazione richiede una maggiore larghezza di banda, più potenza. Il filtraggio è molto difficile in questa modulazione.
Tipi di modulazione analogica
Modulazione di frequenza (FM) varia la frequenza della portante in proporzione al messaggio o al segnale dati mantenendo costanti gli altri parametri. Il vantaggio di FM rispetto a AM è la maggiore soppressione del rumore a scapito della larghezza di banda in FM. Viene utilizzato in applicazioni come radio, radar, prospezione sismica telemetrica e così via. L'efficienza e le larghezze di banda dipendono dall'indice di modulazione e dalla frequenza massima di modulazione.
Nel modulazione di fase , la fase portante viene variata in base al segnale dati. In questo tipo di modulazione, quando la fase viene modificata, influisce anche sulla frequenza, quindi anche questa modulazione rientra nella modulazione di frequenza.
La modulazione analogica (AM, FM e PM) è più sensibile al rumore. Se il rumore entra in un sistema, persiste e viene trasportato fino al ricevitore finale. Pertanto, questo inconveniente può essere superato con la tecnica della modulazione digitale.
AM
Modulazione digitale
Per una migliore qualità e una comunicazione efficiente, viene utilizzata la tecnica di modulazione digitale. I principali vantaggi della modulazione digitale rispetto alla modulazione analogica includono la potenza consentita, la larghezza di banda disponibile e l'elevata immunità ai disturbi. Nella modulazione digitale, un segnale di messaggio viene convertito da messaggio analogico a messaggio digitale e quindi modulato utilizzando un'onda portante.
L'onda portante viene regolata o attivata e disattivata per creare impulsi in modo tale che il segnale venga modulato. Simile all'analogico, qui i parametri come ampiezza, frequenza e variazione di fase dell'onda portante decidono il tipo di modulazione digitale.
Il tipi di modulazione digitale si basano sul tipo di segnale e sull'applicazione utilizzata, come ad esempio Ampiezza Shift Keying, Frequency Shift Keying, Phase Shift Keying, Differential Phase Shift Keying, Quadrature Phase Shift Keying, Minimum Shift Keying, Gaussian Minimum Shift Keying, Orthogonal Frequency Division Multiplexing, ecc , come mostrato in figura.
La codifica con spostamento di ampiezza cambia l'ampiezza dell'onda portante in base al segnale in banda base o al segnale del messaggio, che è in formato digitale. Viene utilizzato per i requisiti di banda bassa ed è sensibile al rumore.
Nella codifica a spostamento di frequenza, la frequenza dell'onda portante viene variata per ciascun simbolo nei dati digitali. Ha bisogno di larghezze di banda maggiori come mostrato in figura. Allo stesso modo, la codifica a sfasamento cambia la fase della portante per ogni simbolo ed è meno sensibile al rumore.
Modulazione di frequenza
Per creare un'onda modulata in frequenza, la frequenza dell'onda radio viene variata in base all'ampiezza del segnale di ingresso.
Modulazione di frequenza
Quando l'onda audio viene modulata con quella del segnale portante in radiofrequenza, il segnale di frequenza generato cambierà il suo livello di frequenza. È da notare la variazione con cui l'onda si muove verso l'alto e verso il basso. Questo è definito come deviazione ed è generalmente rappresentato come deviazione kHz.
Ad esempio, quando il segnale ha una deviazione di + o - 3kHz, viene rappresentato come ± 3kHz. Ciò significa che il segnale portante ha una deviazione verso l'alto e verso il basso di 3 kHz.
Le stazioni di trasmissione che necessitano di una gamma di frequenze molto elevate nello spettro di frequenze (nell'intervallo di 88,5 - 108 MHz), hanno sicuramente bisogno di una grande deviazione che è quasi ± 75 kHz. Questa è chiamata modulazione di frequenza a banda larga. I segnali in questo intervallo hanno la capacità di assistere l'alta qualità delle trasmissioni, mentre richiedono anche una larghezza di banda maggiore. In generale, 200kHz è consentito per ogni WBFM. E per FM a banda stretta, è sufficiente una deviazione di ± 3 kHz.
Durante l'implementazione di un'onda FM, è più vantaggioso conoscere la gamma di efficacia della modulazione. Questo è il parametro per stabilire fattori come conoscere il tipo di segnale sia che si tratti di segnale FM a banda larga che a banda stretta. Aiuta anche a garantire che tutti i ricevitori o trasmettitori che si trovano nel sistema siano programmati per adattarsi alla gamma standardizzata di modulazione poiché ciò mostra un impatto su fattori come la spaziatura dei canali, la larghezza di banda del ricevitore e altri.
Quindi, per indicare il livello di modulazione, devono essere determinati i parametri dell'indice di modulazione e del rapporto di deviazione.
Il diverso tipi di modulazione di frequenza include il seguente.
FM a banda stretta
- Questo è definito come il tipo di modulazione di frequenza in cui il valore dell'indice di modulazione è troppo minimo.
- Quando il valore dell'indice di modulazione è<0.3, then there will be an only carrier and corresponding sidebands having bandwidth as twice the modulating signal. So, β ≤ 0.3 is called narrow band frequency modulation.
- La gamma massima di frequenza di modulazione è di 3 kHz
- Il valore massimo di deviazione della frequenza è 75 kHz
FM a banda larga
- Questo è definito come il tipo di modulazione di frequenza in cui il valore dell'indice di modulazione è grande.
- Quando il valore dell'indice di modulazione è> 0,3, ci saranno più di due bande laterali con larghezza di banda pari al doppio del segnale di modulazione. Quando il valore dell'indice di modulazione aumenta, il numero di bande laterali aumenta. Quindi, β> 0,3 è chiamato modulazione di frequenza a banda stretta.
- La gamma massima di frequenze di modulazione è compresa tra 30 Hz e 15 kHz
- Il valore massimo di deviazione della frequenza è 75 kHz
- Questa modulazione di frequenza richiede una gamma di larghezza di banda maggiore, che è quasi 15 volte superiore alla modulazione di frequenza a banda stretta.
Gli altri tipi di tecniche di modulazione utilizzate nel sistema di comunicazione sono:
- Keying binario di sfasamento
- Inserimento differenziale di sfasamento
- Codifica a sfasamento in quadratura differenziale
- Sfasamento sfasamento in quadratura
- Audio FSK
- Multi FSK
- Doppio tono FSK
- Keying minimo di spostamento
- Keying a spostamento minimo gaussiano
- Tipo di modulazione codificato a traliccio
Vantaggi di vari tipi di modulazione
Ai fini della trasmissione, la dimensione del file antenna deve essere molto grande prima che la tecnica di modulazione non sia stata proposta. Il livello di comunicazione viene limitato poiché non ci saranno comunicazioni a lunga distanza con zero livelli di distorsione.
Quindi, con lo sviluppo della modulazione, ci sono molti vantaggi nell'utilizzo sistemi di comunicazione . E i vantaggi della modulazione sono:
- La dimensione dell'antenna può essere ridotta
- Non avviene alcun tipo di consolidamento del segnale
- La gamma di comunicazione è migliorata
- Ci sarà la possibilità di multiplexing
- Si può regolare la larghezza di banda secondo i requisiti
- La qualità della ricezione aumenta
- Migliori prestazioni ed efficacia
Applicazioni di vari tipi di modulazione
Esiste un'ampia gamma di varie tecniche di modulazione e quelle sono:
- Implementato nel missaggio musicale e nei sistemi di registrazione su nastro magnetico
- Per monitorare il monitoraggio EEG per i bambini appena nati
- Utilizzato nella telemetria
- Usato in radar
- Tecniche di trasmissione FM
Per evitare di rendere complesso questo articolo, alcune equazioni matematiche e informazioni approfondite sui sistemi di comunicazione digitale ne sono state escluse. Tuttavia, gli sforzi compiuti per portare avanti questo articolo garantiscono informazioni di base su diversi tipi di modulazione nel sistema di comunicazione . Inoltre, è più importante avere un'idea chiara di cosa sono i file
