Kỹ Thuật điều Chế Cơ Bản

Kỹ thuật điều chế cơ bản Date:2020/6/20 14:11:17 Hits:

"Chuyển đổi kỹ thuật số sang tương tự là quá trình thay đổi một trong những đặc điểm của tín hiệu tương tự dựa trên thông tin trong dữ liệu số. Một sóng hình sin được xác định bởi ba đặc điểm: biên độ, tần số và pha. Khi chúng tôi thay đổi bất kỳ ai trong số những đặc điểm này, chúng tôi tạo ra một phiên bản khác của làn sóng đó. Vì vậy, bằng cách thay đổi một đặc tính của tín hiệu điện đơn giản, chúng ta có thể sử dụng nó để thể hiện dữ liệu số. -----" Có ba cơ chế để điều chỉnh dữ liệu số thành tín hiệu tương tự: khóa dịch chuyển biên độ (ASK), khóa dịch chuyển tần số (FSK) và khóa dịch pha (PSK). Ngoài ra, có một cơ chế thứ tư (và tốt hơn) kết hợp thay đổi cả biên độ và pha, được gọi là điều chế biên độ cầu phương (QAM).

Băng thông Băng thông cần thiết để truyền dữ liệu số tương tự tỷ lệ thuận với tốc độ tín hiệu ngoại trừ FSK, trong đó cần phải thêm sự khác biệt giữa các tín hiệu sóng mang.

Xem thêm: >> So sánh 8-QAM, 16-QAM, 32-QAM, 64-QAM 128-QAM, 256-QAM

Tín hiệu sóng mang Trong truyền dẫn tương tự, thiết bị gửi tạo ra tín hiệu tần số cao đóng vai trò là cơ sở cho tín hiệu thông tin. Tín hiệu cơ sở này được gọi là tín hiệu sóng mang hoặc tần số sóng mang. Thiết bị nhận được điều chỉnh theo tần số của tín hiệu sóng mang mà nó mong đợi từ người gửi. Thông tin kỹ thuật số sau đó thay đổi tín hiệu sóng mang bằng cách sửa đổi một hoặc nhiều đặc tính của nó (biên độ, tần số hoặc pha). Loại sửa đổi này được gọi là điều chế (phím shift). 1. Phím Shift Biên độ: Trong khóa dịch chuyển biên độ, biên độ của tín hiệu sóng mang được thay đổi để tạo ra các phần tử tín hiệu. Cả tần số và pha không đổi trong khi biên độ thay đổi. ASK nhị phân (BASK) ASK thường được thực hiện chỉ sử dụng hai cấp độ. Điều này được gọi là khóa dịch chuyển biên độ nhị phân hoặc khóa tắt (OOK). Biên độ cực đại của một mức tín hiệu là 0; khác là giống như biên độ của tần số sóng mang. Hình dưới đây đưa ra một cái nhìn khái niệm về ASKS nhị phân.

Xem thêm: >> Sự khác biệt giữa AM và FM là gì?

Thực hiện: Nếu dữ liệu số được trình bày dưới dạng tín hiệu số NRZ đơn cực có điện áp cao 1V và điện áp thấp 0V, thì việc thực hiện có thể đạt được bằng cách nhân tín hiệu số NRZ với tín hiệu sóng mang đến từ bộ tạo dao động được trình bày trong hình dưới đây. Khi biên độ của tín hiệu NRZ là 1, biên độ của tần số sóng mang được giữ; khi biên độ của tín hiệu NRZ bằng 0, biên độ của tần số sóng mang bằng không. Băng thông cho ASK: Tín hiệu sóng mang chỉ là một sóng hình sin đơn giản, nhưng quá trình điều chế tạo ra tín hiệu tổng hợp không định kỳ. Tín hiệu này có một bộ tần số liên tục. Như chúng ta mong đợi, băng thông tỷ lệ thuận với tốc độ tín hiệu (tốc độ truyền).

Tuy nhiên, thông thường có một yếu tố khác liên quan, được gọi là d, phụ thuộc vào quá trình điều chế và lọc. Giá trị của d nằm trong khoảng từ 0 đến

●Điều này có nghĩa là băng thông có thể được biểu thị như hình, trong đó S là tốc độ tín hiệu và B là băng thông.

B = (1 + d) x S Công thức cho thấy rằng băng thông yêu cầu có giá trị tối thiểu là S và giá trị tối đa là 2S. Điểm quan trọng nhất ở đây là vị trí của băng thông. Giữa băng thông là nơi đặt tần số sóng mang. Điều này có nghĩa là nếu chúng tôi có sẵn kênh băng thông, chúng tôi có thể chọn fc của mình để tín hiệu điều chế chiếm băng thông đó. Trên thực tế đây là lợi thế quan trọng nhất của chuyển đổi kỹ thuật số sang tương tự.

Xem thêm: >>QAM là gì: điều chế biên độ cầu phương

2.Tần số chuyển keying

Trong khóa dịch chuyển tần số, tần số của tín hiệu sóng mang được thay đổi để biểu thị dữ liệu. Tần số của tín hiệu điều chế không đổi trong khoảng thời gian của một phần tử tín hiệu, nhưng thay đổi cho phần tử tín hiệu tiếp theo nếu phần tử dữ liệu thay đổi. Cả biên độ và pha cực đại không đổi cho tất cả các phần tử tín hiệu.

FSK nhị phân (BFSK) Một cách để nghĩ về FSK nhị phân (hoặc BFSK) là xem xét hai tần số sóng mang. Trong hình sau, chúng tôi đã chọn hai tần số sóng mang là F1 và f2. Chúng tôi sử dụng sóng mang đầu tiên nếu phần tử dữ liệu là 0; chúng ta sử dụng cái thứ hai nếu phần tử dữ liệu là 1. Hình trên cho thấy, phần giữa của một băng thông là F1 và phần giữa của băng thông là f2. Cả F1 và f2 đều cách nhau giữa điểm giữa hai dải. Sự khác biệt giữa hai tần số là 2∆f.

Xem thêm: >> Bộ điều chế & giải điều chế QAM

Thực hiện: Có hai triển khai BFSK: không kết hợp và kết hợp. Trong BFSK không kết hợp, có thể có sự gián đoạn trong pha khi một phần tử tín hiệu kết thúc và phần tiếp theo bắt đầu. Trong BFSK mạch lạc, pha tiếp tục xuyên qua ranh giới của hai phần tử tín hiệu. BFSK không kết hợp có thể được thực hiện bằng cách coi BFSK là hai điều chế ASK và sử dụng hai tần số sóng mang. BFSK kết hợp có thể được thực hiện bằng cách sử dụng một bộ dao động điều khiển điện áp (VCO) thay đổi tần số của nó theo điện áp đầu vào. Hình dưới đây cho thấy ý tưởng đơn giản hóa đằng sau việc thực hiện thứ hai. Đầu vào của bộ dao động là tín hiệu NRZ đơn cực. Khi biên độ của NRZ bằng XNUMX, bộ dao động giữ tần số thường xuyên; khi biên độ dương, tần số tăng.

Băng thông cho BFSK:

Hình trên cho thấy băng thông của FSK. Một lần nữa, tín hiệu sóng mang chỉ là sóng hình sin đơn giản, nhưng điều chế tạo ra tín hiệu tổng hợp không định kỳ với tần số liên tục. Chúng ta có thể nghĩ về FSK như hai tín hiệu ASK, mỗi tín hiệu có tần số sóng mang riêng là F1 và f2. Nếu chênh lệch giữa hai tần số là 2∆f, thì băng thông yêu cầu là

B = (l + d) XS + 2∆f 3. Khóa dịch pha: Trong khóa dịch pha, pha của sóng mang được thay đổi để thể hiện hai hoặc nhiều thành phần tín hiệu khác nhau. Cả biên độ và tần số cực đại không đổi khi pha thay đổi. PSK nhị phân (BPSK): PSK đơn giản nhất là PSK nhị phân, trong đó chúng ta chỉ có hai phần tử tín hiệu, một phần tử có pha 0 ° và phần còn lại có pha 180 °. Hình dưới đây đưa ra một cái nhìn khái niệm về PSK. PSK nhị phân đơn giản như ASK nhị phân với một lợi thế lớn - nó ít bị nhiễu hơn. Trong ASK, tiêu chí phát hiện bit là biên độ của tín hiệu. Nhưng trong PSK, đó là giai đoạn. Tiếng ồn có thể thay đổi biên độ dễ dàng hơn nó có thể thay đổi pha. Nói cách khác, PSK ít bị nhiễu hơn ASK. PSK vượt trội hơn FSK vì chúng tôi không cần hai tín hiệu sóng mang. Ban nhạcchiều rộng: Băng thông tương tự như đối với ASK nhị phân, nhưng nhỏ hơn so với BFSK. Không có băng thông bị lãng phí cho việc tách hai tín hiệu sóng mang.

Xem thêm: >>512 điều chế QAM vs 1024 QAM so với 2048 QAM so với 4096 QAM

Thực hiện: Việc thực hiện BPSK cũng đơn giản như đối với ASK. Lý do là phần tử tín hiệu có pha 180 ° có thể được xem là phần bù của phần tử tín hiệu có pha 0 °. Điều này cho chúng ta manh mối về cách triển khai BPSK. Chúng tôi sử dụng tín hiệu NRZ phân cực thay vì tín hiệu NRZ đơn cực, như trong hình dưới đây. Tín hiệu NRZ cực được nhân với tần số sóng mang. 1 bit (điện áp dương) được biểu thị bằng một pha bắt đầu từ 0 °, 0 bit (điện áp âm) được biểu thị bằng một pha bắt đầu từ 180 °. 4. Điều chế biên độ cầu phương (QAM) PSK bị giới hạn bởi khả năng của thiết bị để phân biệt các khác biệt nhỏ trong pha. Yếu tố này giới hạn tốc độ bit tiềm năng của nó. Cho đến nay, chúng ta chỉ thay đổi một trong ba đặc điểm của sóng hình sin; Nhưng nếu chúng ta thay đổi hai thì sao? Tại sao không kết hợp ASK và PSK? Ý tưởng sử dụng hai sóng mang, một pha và pha cầu khác, với các mức biên độ khác nhau cho mỗi sóng mang là khái niệm đằng sau điều chế biên độ cầu phương (QAM). Các biến thể có thể có của QAM là rất nhiều. Hình dưới đây cho thấy một số các chương trình này. Trong hình dưới đây Phần a cho thấy sơ đồ 4-QAM đơn giản nhất (bốn loại phần tử tín hiệu khác nhau) sử dụng tín hiệu NRZ đơn cực để điều chỉnh từng sóng mang. Đây là cơ chế tương tự chúng tôi đã sử dụng cho ASK (OOK). Phần b cho thấy 4-QAM khác sử dụng NRZ phân cực, nhưng điều này hoàn toàn giống với QPSK. Phần c cho thấy một QAM-4 khác trong đó chúng tôi đã sử dụng tín hiệu có hai mức dương để điều chỉnh từng sóng mang. Cuối cùng, Phần - d hiển thị chòm sao 16-QAM của tín hiệu với tám cấp độ, bốn mức dương và bốn mức âm.

Bạn cũng có thể: >>Sự khác biệt giữa "dB", "dBm" và "dBi" là gì? >>Cách tải / thêm danh sách phát IPTV M3U / M3U8 theo cách thủ công trên các thiết bị được hỗ trợ >>VSWR là gì: Tỷ số sóng điện áp đứng

Prev:Đơn vị cường độ trường Tiếp theo:Điều chế 16 QAM so với điều chế 64 QAM so với điều chế 256 QAM

Để lại lời nhắn

Họ tên * E-mail * Điện thoại Địa Chỉ Mã Tin nhắn

Danh sách tin nhắn

Comment Đang tải ...