ในขณะที่เราอยู่ในยุคของการสื่อสารที่เราสามารถถ่ายโอนข้อมูลทุกรูปแบบ (วิดีโอเสียงและข้อมูลอื่น ๆ ) ในรูปแบบของสัญญาณไฟฟ้าไปยังอุปกรณ์อื่น ๆ หรือพื้นที่ปลายทางได้อย่างง่ายดาย แม้ว่าจะเป็นเรื่องธรรมดาในประสบการณ์การรับรู้ของเราว่าการส่งหรือรับสัญญาณหรือข้อมูลเป็นเรื่องง่าย แต่เกี่ยวข้องกับขั้นตอนที่ค่อนข้างซับซ้อนความเป็นไปได้และสถานการณ์ที่เกี่ยวข้องภายใน ระบบการสื่อสาร . ดังนั้นในขอบเขตของระบบการสื่อสารการเล่นมอดูเลตถือเป็นความรับผิดชอบที่สำคัญในระบบการสื่อสารในการเข้ารหัสข้อมูลแบบดิจิทัลในโลกอนาล็อก เป็นสิ่งสำคัญมากในการปรับสัญญาณก่อนที่จะส่งไปยังส่วนเครื่องรับเพื่อการถ่ายโอนระยะทางที่มากขึ้นการถ่ายโอนข้อมูลที่แม่นยำและการรับข้อมูลที่มีเสียงรบกวนต่ำ เพื่อความชัดเจนให้เราดำดิ่งสู่แนวคิดโดยละเอียดเกี่ยวกับการรู้ว่าอะไรคือการมอดูเลตประเภทต่างๆในนั้นและประเภทของ การมอดูเลต เทคนิคที่ใช้ในระบบการสื่อสาร
Modulation คืออะไร?
การมอดูเลตเป็นกระบวนการเปลี่ยนลักษณะของคลื่นที่จะส่งโดยการซ้อนทับสัญญาณข้อความบนสัญญาณความถี่สูง ในกระบวนการนี้สัญญาณวิดีโอเสียงและข้อมูลอื่น ๆ จะปรับเปลี่ยนสัญญาณความถี่สูง - หรือที่เรียกว่า คลื่นพาหะ . คลื่นพาหะนี้อาจเป็น DC หรือ AC หรือพัลส์เชนขึ้นอยู่กับแอพพลิเคชั่นที่ใช้ โดยปกติคลื่นไซน์ความถี่สูงจะใช้เป็นสัญญาณคลื่นพาหะ
เทคนิคการมอดูเลตเหล่านี้แบ่งออกเป็นสองประเภทใหญ่ ๆ : อะนาล็อกและดิจิทัลหรือ การปรับชีพจร . ก่อนที่จะพูดคุยเพิ่มเติมเกี่ยวกับเทคนิคการมอดูเลตประเภทต่างๆให้เราเข้าใจถึงความสำคัญของการมอดูเลต
เหตุใดจึงใช้การมอดูเลตในการสื่อสาร
- ในเทคนิคการมอดูเลตความถี่ของสัญญาณข้อความจะถูกยกขึ้นเป็นช่วงเพื่อให้มีประโยชน์มากขึ้นสำหรับการส่ง ประเด็นต่อไปนี้อธิบายถึงความสำคัญของการมอดูเลตในระบบการสื่อสาร
- ใน การส่งสัญญาณ สัญญาณจากแหล่งต่างๆจะถูกส่งผ่านช่องสัญญาณทั่วไปพร้อมกันโดยใช้มัลติเพล็กเซอร์ หากมีการส่งสัญญาณเหล่านี้พร้อมกันด้วยแบนด์วิดท์ที่กำหนดจะทำให้เกิดการรบกวน เพื่อเอาชนะสิ่งนี้สัญญาณเสียงพูดจะถูกปรับให้เข้ากับความถี่ของผู้ให้บริการต่างๆเพื่อให้เครื่องรับสามารถปรับให้เข้ากับแบนด์วิดท์ที่ต้องการตามที่เขาเลือกภายในช่วงของการส่งสัญญาณ
- เหตุผลทางเทคนิคอีกประการหนึ่งคือ เสาอากาศ ขนาดขนาดเสาอากาศแปรผกผันกับความถี่ของสัญญาณที่แผ่ออกมา ลำดับของขนาดรูรับแสงของเสาอากาศอย่างน้อยหนึ่งคูณหนึ่งในสิบของความยาวคลื่นของสัญญาณ ขนาดของมันไม่สามารถทำได้หากสัญญาณมีขนาด 5 kHz ดังนั้นการเพิ่มความถี่โดยกระบวนการมอดูเลตจะช่วยลดความสูงของเสาอากาศได้อย่างแน่นอน
- การมอดูเลตเป็นสิ่งสำคัญในการถ่ายโอนสัญญาณในระยะทางไกลเนื่องจากไม่สามารถส่งสัญญาณความถี่ต่ำเป็นระยะทางไกลได้
- ในทำนองเดียวกันการมอดูเลตก็เป็นสิ่งสำคัญในการจัดสรรช่องสัญญาณเพิ่มเติมสำหรับผู้ใช้และเพื่อเพิ่มภูมิคุ้มกันด้านเสียง
หากต้องการทราบข้อมูลโดยละเอียดของเทคนิคการมอดูเลตโปรดแจ้งให้เราทราบเกี่ยวกับประเภทของ สัญญาณในกระบวนการมอดูเลต .
สัญญาณมอดูเลต
สัญญาณนี้เรียกอีกอย่างว่าสัญญาณข้อความ มันเก็บข้อมูลที่จะต้องถูกส่งดังนั้นสิ่งนี้เรียกว่าสัญญาณข้อความ ถือเป็นสัญญาณเบสแบนด์ที่ผ่านกระบวนการมอดูเลตเพื่อรับการถ่ายทอดหรือสื่อสาร ด้วยเหตุนี้จึงเป็นสัญญาณมอดูเลต
สัญญาณผู้ให้บริการ
นี่คือสัญญาณความถี่ช่วงสูงซึ่งมีระดับแอมพลิจูดความถี่และเฟสที่เฉพาะเจาะจง แต่ไม่ได้เก็บข้อมูลใด ๆ ดังนั้นจึงเรียกว่าสัญญาณผู้ให้บริการเนื่องจากเป็นสัญญาณว่างเปล่า สิ่งนี้ใช้เพื่อส่งข้อความไปยังส่วนผู้รับหลังจากกระบวนการมอดูเลต
สัญญาณมอดูเลต
สัญญาณสืบเนื่องที่ได้รับหลังจากขั้นตอนของการมอดูเลตเรียกว่าสัญญาณมอดูเลต นี่คือผลของทั้งสัญญาณพาหะและสัญญาณมอดูเลต
การมอดูเลตประเภทต่างๆ
การมอดูเลตสองประเภท: เทคนิคการมอดูเลตแบบอะนาล็อกและดิจิทัลได้รับการกล่าวถึงแล้ว ในทั้งสองเทคนิคข้อมูลเบสแบนด์จะถูกแปลงเป็นสัญญาณความถี่วิทยุ แต่ในการมอดูเลตแบบอะนาล็อกสิ่งเหล่านี้ การสื่อสาร RF สัญญาณเป็นช่วงของค่าที่ต่อเนื่องในขณะที่การมอดูเลตแบบดิจิทัลสิ่งเหล่านี้เป็นสถานะที่ไม่ต่อเนื่องที่จัดเตรียมไว้ล่วงหน้า
ประเภทของการมอดูเลต
การมอดูเลตแบบอนาล็อก
ในการมอดูเลตนี้คลื่นไซน์ที่แปรผันอย่างต่อเนื่องถูกใช้เป็นคลื่นพาหะที่ปรับสัญญาณข้อความหรือสัญญาณข้อมูล ฟังก์ชันทั่วไปของคลื่นไซน์จะแสดงในรูปด้านล่างซึ่งสามารถเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์สามตัวเพื่อให้ได้การมอดูเลตซึ่งส่วนใหญ่เป็นแอมพลิจูดความถี่และเฟสดังนั้น ประเภทของการมอดูเลตแบบอะนาล็อก คือ:
- การมอดูเลตแอมพลิจูด (AM)
- การมอดูเลตความถี่ (FM)
- การมอดูเลตเฟส (PM)
ใน การมอดูเลตแอมพลิจูด ความกว้างของคลื่นพาหะจะแปรผันตามสัดส่วนของสัญญาณข้อความและปัจจัยอื่น ๆ เช่นความถี่และเฟสจะคงที่ สัญญาณมอดูเลตแสดงไว้ในรูปด้านล่างและสเปกตรัมประกอบด้วยแถบความถี่ต่ำแถบความถี่บนและส่วนประกอบความถี่ของพาหะ การมอดูเลตประเภทนี้ต้องการแบนด์วิดท์ที่มากขึ้นพลังงานมากขึ้น การกรองเป็นเรื่องยากมากในการมอดูเลตนี้
ประเภทของการมอดูเลตแบบอนาล็อก
การมอดูเลตความถี่ (FM) เปลี่ยนความถี่ของผู้ให้บริการตามสัดส่วนของข้อความหรือสัญญาณข้อมูลในขณะที่รักษาค่าคงที่พารามิเตอร์อื่น ๆ ข้อดีของ FM ผ่าน AM คือการลดเสียงรบกวนได้มากขึ้นโดยใช้แบนด์วิดท์ใน FM ใช้ในแอปพลิเคชั่นเช่นวิทยุเรดาร์การสำรวจทางไกลจากแผ่นดินไหวและอื่น ๆ ประสิทธิภาพและแบนด์วิดท์ขึ้นอยู่กับดัชนีการมอดูเลตและความถี่มอดูเลตสูงสุด
ใน การมอดูเลตเฟส เฟสของผู้ให้บริการจะแตกต่างกันไปตามสัญญาณข้อมูล ในการมอดูเลตประเภทนี้เมื่อเฟสถูกเปลี่ยนมันก็มีผลต่อความถี่เช่นกันดังนั้นการมอดูเลตนี้จึงมาภายใต้การมอดูเลตความถี่ด้วย
การมอดูเลตแบบอะนาล็อก (AM, FM และ PM) มีความไวต่อสัญญาณรบกวนมากกว่า หากสัญญาณรบกวนเข้าสู่ระบบจะยังคงมีอยู่และถูกส่งต่อไปจนถึงเครื่องรับปลายทาง ดังนั้นข้อเสียเปรียบนี้สามารถเอาชนะได้ด้วยเทคนิคการมอดูเลตแบบดิจิทัล
น
การมอดูเลตแบบดิจิทัล
เพื่อคุณภาพที่ดีขึ้นและการสื่อสารที่มีประสิทธิภาพจึงใช้เทคนิคการมอดูเลตแบบดิจิทัล ข้อได้เปรียบหลักของการมอดูเลตแบบดิจิทัลผ่านการมอดูเลตแบบอะนาล็อก ได้แก่ กำลังไฟฟ้าที่อนุญาตแบนด์วิดท์ที่ใช้ได้และการป้องกันเสียงรบกวน ในการมอดูเลตแบบดิจิทัลสัญญาณข้อความจะถูกแปลงจากข้อความอนาล็อกเป็นข้อความดิจิทัลแล้วมอดูเลตโดยใช้คลื่นพาหะ
คลื่นพาหะถูกคีย์หรือเปิดและปิดเพื่อสร้างพัลส์เพื่อให้สัญญาณถูกมอดูเลต เช่นเดียวกับอะนาล็อกพารามิเตอร์เช่นแอมพลิจูดความถี่และการเปลี่ยนแปลงเฟสของคลื่นพาหะในที่นี้จะเป็นตัวกำหนดประเภทของการมอดูเลตแบบดิจิทัล
ประเภทของการมอดูเลตแบบดิจิทัล ขึ้นอยู่กับประเภทของสัญญาณและแอปพลิเคชันที่ใช้เช่น Amplitude 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 เป็นต้น ดังแสดงในรูป
การเปลี่ยนคีย์แอมพลิจูดจะเปลี่ยนแอมพลิจูดของคลื่นพาหะตามสัญญาณเบสแบนด์หรือสัญญาณข้อความซึ่งอยู่ในรูปแบบดิจิทัล ใช้สำหรับความต้องการย่านความถี่ต่ำและไวต่อเสียงรบกวน
ในการคีย์กะความถี่ความถี่ของคลื่นพาหะจะแตกต่างกันไปสำหรับแต่ละสัญลักษณ์ในข้อมูลดิจิทัล ต้องการแบนด์วิดท์ที่ใหญ่ขึ้นดังแสดงในรูป ในทำนองเดียวกันการเปลี่ยนเฟสจะเปลี่ยนเฟสของพาหะสำหรับแต่ละสัญลักษณ์และมีความไวต่อสัญญาณรบกวนน้อยลง
การปรับความถี่
ในการสร้างคลื่นมอดูเลตความถี่ความถี่ของคลื่นวิทยุจะแตกต่างกันไปตามความกว้างของสัญญาณอินพุต
การปรับความถี่
เมื่อคลื่นเสียงถูกปรับด้วยสัญญาณของผู้ให้บริการความถี่วิทยุสัญญาณความถี่ที่สร้างขึ้นจะเปลี่ยนระดับความถี่ รูปแบบที่คลื่นเคลื่อนที่ขึ้นและลงเป็นที่สังเกต สิ่งนี้เรียกว่าค่าเบี่ยงเบนและโดยทั่วไปจะแสดงเป็นค่าเบี่ยงเบน kHz
ตัวอย่างเช่นเมื่อสัญญาณมีความเบี่ยงเบน + หรือ - 3kHz สัญญาณจะแสดงเป็น± 3kHz ซึ่งหมายความว่าสัญญาณพาหะมีความเบี่ยงเบนขึ้นและลง 3kHz
สถานีกระจายเสียงที่ต้องการช่วงความถี่สูงมากในคลื่นความถี่ (ในช่วง 88.5 - 108 MHz) พวกเขาต้องการค่าเบี่ยงเบนจำนวนมากซึ่งมีค่าเกือบ± 75 kHz สิ่งนี้เรียกว่าการมอดูเลตความถี่แถบกว้าง สัญญาณในช่วงนี้มีความสามารถในการช่วยเหลือคุณภาพการส่งสัญญาณสูงในขณะที่สัญญาณเหล่านี้ต้องการแบนด์วิดท์ที่สูงขึ้นด้วย โดยทั่วไปอนุญาตให้ใช้ 200kHz สำหรับทุก WBFM และสำหรับ narrowband FM ค่าเบี่ยงเบน± 3 kHz ก็เพียงพอแล้ว
ในขณะที่ใช้คลื่น FM จะมีประโยชน์มากกว่าที่จะทราบช่วงเอฟเฟกต์ของการมอดูเลต สิ่งนี้หมายถึงพารามิเตอร์ในการระบุปัจจัยต่างๆเช่นการรู้ประเภทของสัญญาณว่าเป็นสัญญาณ FM แบบวงกว้างหรือแบบแคบ นอกจากนี้ยังช่วยในการตรวจสอบให้แน่ใจว่าเครื่องรับหรือเครื่องส่งสัญญาณทั้งหมดที่อยู่ในระบบได้รับการตั้งโปรแกรมให้ปรับให้เข้ากับช่วงการมอดูเลตที่เป็นมาตรฐานเนื่องจากจะแสดงผลกระทบต่อปัจจัยต่างๆเช่นระยะห่างของช่องสัญญาณแบนด์วิดท์ของเครื่องรับและอื่น ๆ
ดังนั้นเพื่อแสดงถึงระดับการมอดูเลตจึงต้องกำหนดดัชนีการมอดูเลตและพารามิเตอร์อัตราส่วนเบี่ยงเบน
ความแตกต่าง ประเภทของการมอดูเลตความถี่ รวมสิ่งต่อไปนี้
FM วงแคบ
- เรียกว่าเป็นประเภทของการมอดูเลตความถี่ที่ค่าดัชนีการมอดูเลตน้อยเกินไป
- เมื่อค่าดัชนีการมอดูเลตคือ<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.
- ช่วงความถี่มอดูเลตสูงสุดคือ 3 kHz
- ค่าเบี่ยงเบนความถี่สูงสุดคือ 75 kHz
FM วงกว้าง
- เรียกว่าเป็นประเภทของการมอดูเลตความถี่ที่ค่าดัชนีการมอดูเลตมีขนาดใหญ่
- เมื่อค่าดัชนีการมอดูเลต> 0.3 จะมีแถบด้านข้างมากกว่าสองแถบที่มีแบนด์วิดท์เป็นสองเท่าของสัญญาณมอดูเลต เมื่อค่าดัชนีการมอดูเลตเพิ่มขึ้นจำนวนไซด์แบนด์จะเพิ่มขึ้น ดังนั้นβ> 0.3 เรียกว่าการมอดูเลตความถี่ย่านความถี่แคบ
- ช่วงความถี่มอดูเลตสูงสุดอยู่ระหว่าง 30 Hz - 15 kHz
- ค่าเบี่ยงเบนความถี่สูงสุดคือ 75 kHz
- การมอดูเลตความถี่นี้ต้องการช่วงแบนด์วิดท์ที่สูงขึ้นซึ่งสูงกว่าการมอดูเลตความถี่ย่านความถี่แคบเกือบ 15 เท่า
เทคนิคการมอดูเลตประเภทอื่น ๆ ที่ใช้ในระบบการสื่อสาร ได้แก่ :
- การคีย์กะระยะไบนารี
- การเปลี่ยนเฟสแบบ Differential
- การเปลี่ยนเฟสกำลังสองแบบดิฟเฟอเรนเชียล
- การคีย์กะระยะออฟเซ็ตของพื้นที่สี่เหลี่ยมจัตุรัส
- FSK เสียง
- FSK หลายตัว
- FSK แบบดูอัลโทน
- การเปลี่ยนคีย์ขั้นต่ำ
- การกด Shift ขั้นต่ำ Gaussian
- ประเภทการมอดูเลตแบบเข้ารหัส Trellis
ข้อดีของการมอดูเลตประเภทต่างๆ
เพื่อวัตถุประสงค์ในการส่งข้อมูลขนาดของไฟล์ เสาอากาศ จะต้องมีขนาดใหญ่มากก่อนที่จะไม่มีการเสนอเทคนิคการมอดูเลต ระดับการสื่อสารถูก จำกัด เนื่องจากจะไม่มีการสื่อสารทางไกลที่มีระดับการบิดเบือนเป็นศูนย์
ดังนั้นด้วยการพัฒนามอดูเลตจึงมีประโยชน์มากมายในการใช้ประโยชน์ ระบบการสื่อสาร . และข้อดีของการมอดูเลตคือ:
- ขนาดของเสาอากาศสามารถลดลงได้
- ไม่มีการรวมสัญญาณใด ๆ
- ช่วงของการสื่อสารได้รับการปรับปรุง
- จะมีความเป็นไปได้ในการมัลติเพล็กซ์
- สามารถปรับแบนด์วิดท์ได้ตามความต้องการ
- คุณภาพของการรับเพิ่มขึ้น
- ประสิทธิภาพและประสิทธิผลที่ดีขึ้น
การประยุกต์ใช้การมอดูเลตประเภทต่างๆ
มีเทคนิคการมอดูเลตที่หลากหลายและมีดังนี้:
- นำไปใช้ในการมิกซ์เพลงและระบบบันทึกเทปแม่เหล็ก
- เพื่อติดตามการตรวจวัดคลื่นไฟฟ้าสมองสำหรับเด็กที่เพิ่งคลอด
- ใช้ในระบบโทรมาตร
- ใช้ใน เรดาร์
- เทคนิคการออกอากาศ FM
เพื่อหลีกเลี่ยงการทำให้บทความนี้ซับซ้อนสมการทางคณิตศาสตร์และข้อมูลเชิงลึกบางอย่างเกี่ยวกับระบบการสื่อสารดิจิทัลจึงได้รับการยกเว้น อย่างไรก็ตามความพยายามในการนำเสนอบทความนี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าข้อมูลพื้นฐานต่างกัน ประเภทของการมอดูเลตในระบบสื่อสาร . นอกจากนี้สิ่งสำคัญกว่าคือต้องมีความคิดที่ชัดเจนว่าไฟล์
