Khi chúng ta đang sống trong thời đại giao tiếp, trong đó chúng ta có thể dễ dàng chuyển bất kỳ dạng thông tin nào (video, âm thanh và dữ liệu khác) dưới dạng tín hiệu điện đến bất kỳ thiết bị nào khác hoặc khu vực định sẵn. Mặc dù theo kinh nghiệm tri giác của chúng ta, việc gửi hoặc nhận các tín hiệu hoặc dữ liệu là đơn giản, nhưng nó liên quan đến các thủ tục, khả năng và các tình huống liên quan khá phức tạp trong hệ thống thông tin liên lạc . Vì vậy, trong phạm vi hệ thống truyền thông, các vở kịch điều chế giữ trách nhiệm quan trọng trong hệ thống truyền thông là mã hóa thông tin kỹ thuật số trong thế giới tương tự. Điều rất quan trọng là phải điều chế tín hiệu trước khi gửi đến bộ phận thu để truyền khoảng cách lớn hơn, truyền dữ liệu chính xác và nhận dữ liệu ít nhiễu. Để rõ ràng hơn, chúng ta hãy đi sâu vào khái niệm chi tiết để biết điều chế là gì, các loại khác nhau trong đó và các loại điều chế kỹ thuật sử dụng trong hệ thống thông tin liên lạc.
Điều chế là gì?
Điều chế là một quá trình thay đổi các đặc tính của sóng được truyền đi bằng cách đặt chồng tín hiệu bản tin lên tín hiệu cao tần. Trong quá trình này, tín hiệu video, giọng nói và các tín hiệu dữ liệu khác sẽ sửa đổi tín hiệu tần số cao - còn được gọi là sóng mang . Sóng mang này có thể là DC hoặc AC hoặc chuỗi xung tùy thuộc vào ứng dụng được sử dụng. Thông thường, một sóng sin tần số cao được sử dụng làm tín hiệu sóng mang.
Các kỹ thuật điều chế này được phân thành hai loại chính: tương tự và kỹ thuật số hoặc điều chế xung . Trước khi thảo luận thêm về các loại kỹ thuật điều chế khác nhau, chúng ta hãy hiểu tầm quan trọng của điều chế.
Tại sao điều chế được sử dụng trong giao tiếp?
- Trong kỹ thuật điều chế, tần số tín hiệu bản tin được nâng lên một khoảng để nó hữu ích hơn cho việc truyền tải. Các điểm sau đây mô tả tầm quan trọng của điều chế trong hệ thống truyền thông.
- Trong truyền tín hiệu , các tín hiệu từ các nguồn khác nhau được truyền đồng thời qua một kênh chung bằng cách sử dụng bộ ghép kênh. Nếu các tín hiệu này được truyền đồng thời với một băng thông nhất định, chúng sẽ gây ra nhiễu. Để khắc phục điều này, tín hiệu lời nói được điều chế thành các tần số sóng mang khác nhau để người nhận điều chỉnh chúng theo băng thông mong muốn do chính mình lựa chọn trong phạm vi truyền dẫn.
- Một lý do kỹ thuật khác là ăng ten kích thước kích thước anten tỷ lệ nghịch với tần số của tín hiệu bức xạ. Thứ tự của kích thước khẩu độ ăng-ten ít nhất bằng một phần mười bước sóng của tín hiệu. Kích thước của nó là không khả thi nếu tín hiệu là 5 kHz, do đó, việc tăng tần số bằng quá trình điều chế chắc chắn sẽ làm giảm chiều cao của anten.
- Điều chế rất quan trọng để truyền tín hiệu trong khoảng cách lớn vì không thể gửi tín hiệu tần số thấp cho khoảng cách xa hơn.
- Tương tự, điều chế cũng rất quan trọng để phân bổ nhiều kênh hơn cho người dùng và tăng khả năng chống nhiễu.
Để bắt đầu biết về thông tin chi tiết của các kỹ thuật điều chế, hãy cho chúng tôi biết về các loại tín hiệu trong quá trình điều chế .
Tín hiệu điều biến
Tín hiệu này còn được gọi là tín hiệu tin nhắn. Nó giữ dữ liệu phải được truyền đi và do đó nó được gọi là tín hiệu tin nhắn. Nó được coi là tín hiệu băng tần cơ sở nơi nó trải qua quá trình điều chế để được phát sóng hoặc truyền thông tin. Bởi vì đây là tín hiệu điều biến.
Tín hiệu nhà cung cấp dịch vụ
Đây là dải tần số cao của tín hiệu có biên độ, tần số và mức pha cụ thể, nhưng nó không chứa bất kỳ dữ liệu nào. Vì vậy, nó được gọi là tín hiệu sóng mang vì nó là tín hiệu trống. Điều này đơn giản được sử dụng để truyền thông điệp đến phần nhận sau quá trình điều chế.
Tín hiệu điều chế
Tín hiệu hệ quả thu được sau quá trình điều chế được gọi là tín hiệu điều chế. Đây là sản phẩm của cả tín hiệu điều chế và sóng mang.
Các loại điều chế khác nhau
Hai loại điều chế: kỹ thuật điều chế tương tự và kỹ thuật số đã được thảo luận. Trong cả hai kỹ thuật, thông tin băng tần cơ sở được chuyển đổi thành tín hiệu Tần số vô tuyến, nhưng trong điều chế tương tự, Giao tiếp RF tín hiệu là một dải giá trị liên tục, trong khi trong điều chế kỹ thuật số, chúng là các trạng thái rời rạc được sắp xếp trước.
Các loại điều chế
Điều chế tương tự
Trong điều chế này, một sóng hình sin biến đổi liên tục được sử dụng như một sóng mang điều chế tín hiệu tin nhắn hoặc tín hiệu dữ liệu. Chức năng chung của sóng hình sin được thể hiện trong hình bên dưới, trong đó, ba tham số có thể được thay đổi để có được sự điều chế - chúng chủ yếu là biên độ, tần số và pha, vì vậy các loại điều chế tương tự Chúng tôi:
- Điều chế biên độ (AM)
- Điều chế tần số (FM)
- Điều chế pha (PM)
Trong điều chế biên độ , biên độ của sóng mang thay đổi tỷ lệ với tín hiệu bản tin, và các yếu tố khác như tần số và pha không đổi. Tín hiệu điều chế được thể hiện trong hình bên dưới và phổ của nó bao gồm các thành phần dải tần thấp hơn, dải tần trên và tần số sóng mang. Loại điều chế này yêu cầu băng thông lớn hơn, nhiều năng lượng hơn. Việc lọc rất khó trong điều chế này.
Các loại điều chế tương tự
Điều chế tần số (FM) thay đổi tần số của sóng mang tương ứng với tin nhắn hoặc tín hiệu dữ liệu trong khi duy trì các thông số khác không đổi. Ưu điểm của FM so với AM là triệt tiêu nhiễu lớn hơn với chi phí băng thông trong FM. Nó được sử dụng trong các ứng dụng như radio, radar, khảo sát địa chấn đo từ xa, v.v. Hiệu suất và băng thông phụ thuộc vào chỉ số điều chế và tần số điều chế cực đại.
Trong điều chế pha , pha sóng mang được thay đổi phù hợp với tín hiệu dữ liệu. Trong loại điều chế này, khi pha bị thay đổi nó cũng ảnh hưởng đến tần số, vì vậy điều chế này cũng thuộc điều chế tần số.
Điều chế tương tự (AM, FM và PM) nhạy cảm hơn với tiếng ồn. Nếu tiếng ồn xâm nhập vào một hệ thống, nó sẽ tồn tại và được chuyển đến đầu thu cuối. Do đó, nhược điểm này có thể được khắc phục bằng kỹ thuật điều chế số.
LÀ
Điều chế kỹ thuật số
Để có chất lượng tốt hơn và giao tiếp hiệu quả, kỹ thuật điều chế kỹ thuật số được sử dụng. Các ưu điểm chính của điều chế kỹ thuật số so với điều chế tương tự bao gồm công suất cho phép, băng thông khả dụng và khả năng chống nhiễu cao. Trong điều chế kỹ thuật số, tín hiệu bản tin được chuyển đổi từ bản tin tương tự sang bản tin số và sau đó được điều chế bằng cách sử dụng sóng mang.
Sóng mang được khóa hoặc bật và tắt để tạo ra các xung sao cho tín hiệu được điều chế. Tương tự như tương tự, ở đây các tham số như biên độ, tần số và độ biến thiên pha của sóng mang quyết định loại điều chế số.
Các các loại điều chế kỹ thuật số dựa trên loại tín hiệu và ứng dụng được sử dụng, chẳng hạn như khóa dịch chuyển biên độ, khóa dịch tần số, khóa dịch pha, khóa dịch pha vi phân, khóa dịch pha vuông góc, khóa dịch chuyển tối thiểu, khóa dịch chuyển tối thiểu Gaussian, ghép kênh phân chia tần số trực giao, v.v. , như thể hiện trong hình.
Khóa dịch chuyển biên độ thay đổi biên độ của sóng mang dựa trên tín hiệu băng gốc hoặc tín hiệu tin nhắn, ở định dạng kỹ thuật số. Nó được sử dụng cho các yêu cầu băng tần thấp và nhạy cảm với tiếng ồn.
Trong khóa dịch tần, tần số của sóng mang là khác nhau đối với mỗi ký hiệu trong dữ liệu số. Nó cần băng thông lớn hơn như trong hình. Tương tự như vậy, khóa chuyển pha thay đổi pha của sóng mang đối với mỗi ký hiệu và nó ít nhạy cảm hơn với nhiễu.
Điều chế tần số
Để tạo ra một sóng điều biến tần số, tần số của sóng vô tuyến được thay đổi phù hợp với biên độ của tín hiệu đầu vào.
Điều chế tần số
Khi sóng âm thanh được điều chế với sóng của tín hiệu sóng mang tần số vô tuyến, thì tín hiệu tần số được tạo ra sẽ thay đổi mức tần số của nó. Cần lưu ý sự biến thiên của sóng di chuyển lên và xuống. Điều này được gọi là độ lệch và thường được biểu diễn dưới dạng độ lệch kHz.
Ví dụ, khi tín hiệu có độ lệch + hoặc - 3kHz, thì nó được biểu thị là ± 3kHz. Điều này có nghĩa là tín hiệu sóng mang có độ lệch lên và xuống là 3kHz.
Các trạm phát sóng cần dải tần rất cao trong phổ tần số (trong khoảng 88,5 - 108 MHz), chắc chắn chúng cần một lượng sai lệch lớn gần ± 75 kHz. Đây được gọi là điều chế tần số dải rộng. Các tín hiệu trong phạm vi này có khả năng hỗ trợ chất lượng truyền cao hơn, trong khi chúng cũng yêu cầu băng thông cao hơn. Nói chung, 200kHz được phép cho mỗi WBFM. Và đối với FM băng hẹp, độ lệch ± 3 kHz là đủ.
Trong khi triển khai sóng FM, sẽ có lợi hơn nếu biết phạm vi hiệu quả của điều chế. Đây là tham số thể hiện các yếu tố như biết loại tín hiệu dù là tín hiệu FM băng rộng hay băng hẹp. Nó cũng giúp đảm bảo rằng toàn bộ máy thu hoặc máy phát trong hệ thống được lập trình để thích ứng với phạm vi điều chế tiêu chuẩn hóa vì điều này cho thấy tác động đến các yếu tố như khoảng cách kênh, băng thông của máy thu và các yếu tố khác.
Vì vậy, để biểu thị mức điều chế, chỉ số điều chế và các tham số tỷ lệ độ lệch phải được xác định.
Khác nhau các loại điều tần bao gồm những điều sau đây.
FM băng tần hẹp
- Đây được gọi là loại điều chế tần số mà giá trị chỉ số điều chế quá nhỏ.
- Khi giá trị chỉ số điều chế là<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.
- Dải tần số điều biến lớn nhất là 3 kHz
- Giá trị độ lệch tần số tối đa là 75 kHz
FM băng tần rộng
- Đây được gọi là loại điều chế tần số mà giá trị chỉ số điều chế lớn.
- Khi giá trị chỉ số điều chế> 0,3 thì sẽ có nhiều hơn hai dải biên có băng thông gấp đôi tín hiệu điều chế. Khi giá trị chỉ số điều chế tăng lên, thì số lượng dải biên sẽ tăng lên. Vì vậy, β> 0,3 được gọi là điều chế tần số dải hẹp.
- Dải tần số điều biến tối đa nằm trong khoảng từ 30 Hz - 15 kHz
- Giá trị độ lệch tần số tối đa là 75 kHz
- Điều chế tần số này cần một dải băng thông cao hơn gần 15 lần so với điều chế tần số dải hẹp.
Các loại kỹ thuật điều chế khác được sử dụng trong hệ thống truyền thông là:
- Khóa dịch chuyển pha nhị phân
- Chốt dịch chuyển pha vi sai
- Khóa dịch chuyển pha vuông góc vi sai
- Chốt lệch pha lệch pha vuông góc
- Âm thanh FSK
- Đa FSK
- FSK hai tông màu
- Chốt ca tối thiểu
- Chìa khóa thay đổi tối thiểu Gaussian
- Loại điều chế được mã hóa Trellis
Ưu điểm của các loại điều chế khác nhau
Đối với mục đích truyền tải, kích thước của ăng ten phải rất lớn trước khi kỹ thuật điều chế không được đề xuất. Mức độ liên lạc bị hạn chế vì sẽ không có thông tin liên lạc đường dài nào có mức độ méo bằng không.
Vì vậy, với sự phát triển của điều chế, có rất nhiều lợi ích của việc sử dụng hệ thống thông tin liên lạc . Và ưu điểm của điều chế là:
- Kích thước của ăng-ten có thể được giảm bớt
- Không có loại hợp nhất tín hiệu nào xảy ra
- Phạm vi giao tiếp được nâng cao
- Sẽ có khả năng ghép kênh
- Người ta có thể điều chỉnh băng thông theo yêu cầu
- Chất lượng tiếp nhận được tăng lên
- Hiệu suất và hiệu quả tốt hơn
Các ứng dụng của các loại điều chế khác nhau
Có một loạt các kỹ thuật điều chế khác nhau và đó là:
- Thực hiện trong hệ thống trộn nhạc và ghi băng từ
- Để theo dõi theo dõi điện não đồ cho trẻ mới sinh
- Được sử dụng trong đo từ xa
- Được dùng trong ra đa
- Kỹ thuật phát sóng FM
Để tránh làm cho bài viết này trở nên phức tạp, một số phương trình toán học và thông tin chuyên sâu về các hệ thống truyền thông kỹ thuật số đã được miễn trừ khỏi nó. Tuy nhiên, những nỗ lực thực hiện để đưa ra bài viết này đảm bảo thông tin cơ bản về các các loại điều chế trong hệ thống thông tin liên lạc . Ngoài ra, điều quan trọng hơn là phải có một ý tưởng rõ ràng về những
