Di fronte a nuovi concetti nella vita di tutti i giorni, molti cercano di trovare le risposte alle loro domande. È per questo che è necessario descrivere qualsiasi fenomeno. Uno di questi è una cosa come la modulazione. Sarà discusso ulteriormente.
Descrizione generale
La modulazione è il processo di modifica di uno o un intero insieme di parametri di oscillazione ad alta frequenza in conformità con la legge del messaggio informativo a bassa frequenza. Il risultato di ciò è il trasferimento dello spettro del segnale di controllo nella regione ad alta frequenza, poiché una trasmissione efficace nello spazio richiede che tutti i ricetrasmettitori operino a frequenze diverse senza interrompersi a vicenda. Grazie a questo processo, le oscillazioni informative vengono poste su un supporto noto a priori. Il segnale di controllo contiene le informazioni trasmesse. L'oscillazione ad alta frequenza assume il ruolo di portante di informazioni, grazie alla quale acquisisce lo stato di portante. Il segnale di controllo contiene i dati trasmessi. Esistono diversi tipi di modulazione, che dipendono dalla forma d'onda utilizzata: rettangolare, triangolare o altro. Con un segnale discreto, è consuetudine parlare di manipolazione. Così,la modulazione è un processo che comporta oscillazioni, quindi può essere frequenza, ampiezza, fase, ecc.
Varietà
Ora possiamo considerare quali tipi di fenomeni esistono. In sostanza, la modulazione è il processo mediante il quale un'onda a bassa frequenza viene trasportata da un'onda ad alta frequenza. I seguenti tipi sono più spesso utilizzati: frequenza, ampiezza e fase. Con la modulazione di frequenza si ha una variazione di frequenza, con modulazione di ampiezza, l'ampiezza, e con modulazione di fase, la fase. Esistono anche specie miste. La modulazione e la modifica degli impulsi sono tipi separati. In questo caso, i parametri dell'oscillazione ad alta frequenza cambiano in modo discreto.
Modulazione di ampiezza
Nei sistemi con questo tipo di modifica, l'ampiezza dell'onda portante cambia ad alta frequenza con l'aiuto di un'onda modulante. Quando si analizzano le frequenze in uscita, non vengono rilevate solo le frequenze di ingresso, ma anche la loro somma e differenza. In questo caso, se la modulazione è un'onda complessa, come i segnali vocali costituiti da molte frequenze, la somma e la differenza di frequenze richiederanno due bande, una sotto la portante e una sopra. Si chiamano laterali: superiore e inferiore. Il primo è una copia del segnale audio originale spostato di una certa frequenza. La banda inferiore è una copia del segnale originale che è stato invertito, ovvero le alte frequenze originali sono le frequenze più basse nella parte inferiore.
La banda laterale inferiore è un'immagine speculare della banda laterale superiore rispetto alla frequenza portante. Un sistema che utilizza la modulazione di ampiezza,la trasmissione della portante e di entrambi i lati è chiamata bidirezionale. La portante non contiene informazioni utili, quindi può essere rimossa, ma in ogni caso la larghezza di banda del segnale sarà doppia rispetto all'originale. Il restringimento della fascia si ottiene sostituendo non solo il supporto, ma anche uno di quelli laterali, poiché contengono un'informazione. Questo tipo è noto come modulazione SSB con portante soppressa.
Demodulazione
Questo processo richiede che il segnale modulato sia miscelato con una portante della stessa frequenza di quella emessa dal modulatore. Successivamente, il segnale originale viene ottenuto come frequenza o banda di frequenza separata e quindi filtrato da altri segnali. A volte la generazione della portante per la demodulazione avviene in situ, e non sempre coincide con la frequenza della portante sul modulatore stesso. A causa della piccola differenza tra le frequenze, compaiono delle discrepanze tipiche dei circuiti telefonici.
Modulazione degli impulsi
Questo utilizza un segnale in banda base digitale, il che significa che consente di codificare più di un bit per baud codificando un segnale di dati binari in un segnale multilivello. I bit dei segnali binari sono talvolta divisi in coppie. Per una coppia di bit è possibile utilizzare quattro combinazioni, ciascuna delle quali è rappresentata da uno dei quattro livelli di ampiezza. Un tale segnale codificato è caratterizzato dal fatto che il baud rate di modulazione è la metà di quello del segnale dati originale, quindi può essere utilizzato permodulazione di ampiezza nel solito modo. Ha trovato la sua applicazione nelle comunicazioni radio.
Modulazione di frequenza
I sistemi con questa modulazione presuppongono che la frequenza della portante cambi in base alla forma del segnale modulante. Questo tipo è superiore al tipo di ampiezza in termini di resistenza a determinate influenze disponibili sulla rete telefonica, quindi dovrebbe essere utilizzato a basse velocità dove non è necessario attrarre una banda di frequenza ampia.
Modulazione fase-ampiezza
Per aumentare il numero di bit per baud, puoi combinare la modulazione di fase e di ampiezza.
Uno dei moderni metodi di modulazione ampiezza-fase può essere chiamato quello che si basa sulla trasmissione di più portanti. Ad esempio, in alcune applicazioni vengono utilizzate 48 portanti, separate da una larghezza di banda di 45 Hz. Combinando AM e PM, a ciascuna portante vengono assegnati fino a 32 stati discreti per singolo periodo di baud, in modo che possano essere trasportati 5 bit per baud. Si scopre che l'intero set consente di trasferire 240 bit per baud. Quando si opera a 9600 bps, la velocità di modulazione richiede solo 40 baud. Una cifra così bassa è abbastanza tollerante all'ampiezza e ai s alti di fase inerenti alla rete telefonica.
PCM
Questo tipo è generalmente considerato un sistema per la trasmissione di segnali analogici, come la voce in forma digitale. Questa tecnica di modulazione non è utilizzata nei modem. Ecco il gating del segnale analogico conal doppio della frequenza più alta della componente del segnale analogico. Quando si utilizzano tali sistemi su reti telefoniche, lo strobo si verifica 8000 volte al secondo. Ogni campione è un livello di tensione codificato con un codice a sette bit. Per rappresentare al meglio la lingua parlata, viene utilizzata la codifica logaritmica. Sette bit, insieme all'ottavo, che indica la presenza di un segnale, formano un ottetto.
Modulazione e rilevamento sono necessari per ripristinare il segnale del messaggio, ovvero il processo inverso. In questo caso, il segnale viene convertito in modo non lineare. Gli elementi non lineari arricchiscono lo spettro del segnale di uscita con nuovi componenti dello spettro e i filtri vengono utilizzati per isolare i componenti a bassa frequenza. La modulazione e il rilevamento possono essere effettuati utilizzando diodi sottovuoto, transistor, diodi a semiconduttore come elementi non lineari. Tradizionalmente, vengono utilizzati diodi a semiconduttore puntiformi, poiché la capacità di ingresso planare è notevolmente maggiore.
Viste moderne
La modulazione digitale fornisce molta più capacità di informazioni e garantisce la compatibilità con una varietà di servizi di dati digitali. Inoltre, aumenta la sicurezza delle informazioni, migliora la qualità dei sistemi di comunicazione e ne velocizza l'accesso.
Ci sono una serie di limitazioni che i progettisti di qualsiasi sistema devono affrontare: la potenza e la larghezza di banda consentite, il livello di rumore dato dei sistemi di comunicazione. Il numero di utenti aumenta ogni giornosistemi di comunicazione, e cresce anche la loro domanda, il che richiede un aumento delle risorse radio. La modulazione digitale differisce notevolmente da quella analogica in quanto la portante in essa contenuta trasmette grandi quantità di informazioni.
Difficoltà di utilizzo
Gli sviluppatori di sistemi di comunicazione radio digitale devono affrontare un compito così importante: trovare un compromesso tra la larghezza di banda della trasmissione dei dati e la complessità del sistema in termini tecnici. Per questo, è opportuno utilizzare diversi metodi di modulazione per ottenere il risultato desiderato. La comunicazione radio può anche essere organizzata utilizzando i circuiti trasmittenti e riceventi più semplici, ma per tale comunicazione verrà utilizzato uno spettro di frequenza proporzionale al numero di utenti. Ricevitori e trasmettitori più complessi richiedono meno larghezza di banda per trasmettere la stessa quantità di informazioni. Per passare a metodi di trasmissione spettralmente efficienti, è necessario complicare di conseguenza l'apparecchiatura. Questo problema non dipende dal tipo di comunicazione.
Opzioni alternative
La modulazione dell'ampiezza dell'impulso è caratterizzata dal fatto che il suo segnale portante è una sequenza di impulsi, mentre la frequenza dell'impulso è costante. Le modifiche riguardano solo la durata di ogni impulso in funzione del segnale modulante.
La modulazione dell'ampiezza dell'impulso è diversa dalla modulazione della frequenza-fase. Quest'ultimo prevede la modulazione del segnale sotto forma di una sinusoide. È caratterizzato da ampiezza costante e frequenza o fase variabile. I segnali a impulsi possono anche essere modulati in frequenza. Può essere duratagli impulsi sono fissi e la loro frequenza è in un valore medio, ma il loro valore istantaneo varierà a seconda dei segnali modulanti.
Conclusioni
È possibile utilizzare modulazioni semplici, con un solo parametro che cambia in base alle informazioni di modulazione. Lo schema di modulazione combinato utilizzato nelle moderne apparecchiature di comunicazione è quando sia l'ampiezza che la fase della portante cambiano contemporaneamente. Nei sistemi moderni possono essere utilizzate diverse sottoportanti, ognuna delle quali utilizza un certo tipo di modulazione. In questo caso, stiamo parlando di schemi di modulazione del segnale. Questo termine viene utilizzato anche per viste multilivello complesse, quando è necessaria una descrizione aggiuntiva delle caratteristiche per ottenere informazioni complete.
I moderni sistemi di comunicazione utilizzano i tipi di modulazione più efficienti per ridurre al minimo la larghezza di banda e liberare spazio di frequenza per altri tipi di segnali. La qualità della comunicazione ne beneficia solo, ma la complessità dell'attrezzatura in questo caso è molto alta. In definitiva, la frequenza di modulazione dà un risultato visibile all'utente finale solo in termini di facilità d'uso dei mezzi tecnici.
