Учебники

Аналоговая связь – модуляция

Для передачи сигнала на расстояние, без влияния каких-либо внешних помех или добавления шума и без затухания, он должен пройти процесс, называемый модуляцией . Это улучшает силу сигнала без нарушения параметров исходного сигнала.

Что такое модуляция?

Сообщение, несущее сигнал, должно передаваться на расстояние, и для установления надежной связи ему требуется высокочастотный сигнал, который не должен влиять на исходные характеристики сигнала сообщения.

Характеристики сигнала сообщения, в случае изменения сообщения, содержащегося в нем, также изменяются. Следовательно, необходимо позаботиться о сигнале сообщения. Высокочастотный сигнал может распространяться на большие расстояния без воздействия внешних помех. Мы используем помощь такого высокочастотного сигнала, который называется сигналом несущей, для передачи сигнала нашего сообщения. Такой процесс называется просто модуляцией.

Модуляция – это процесс изменения параметров несущего сигнала в соответствии с мгновенными значениями модулирующего сигнала.

Необходимость модуляции

Сигналы основной полосы частот несовместимы для прямой передачи. Для такого сигнала, чтобы преодолевать большие расстояния, его сила должна быть увеличена путем модуляции высокочастотной несущей, которая не влияет на параметры модулирующего сигнала.

Преимущества модуляции

Антенна, используемая для передачи, должна была быть очень большой, если модуляция не была введена. Диапазон связи ограничен, так как волна не может пройти расстояние без искажений.

Ниже приведены некоторые преимущества реализации модуляции в системах связи.

  • Уменьшение размера антенны
  • Нет смешивания сигналов
  • Увеличение дальности связи
  • Мультиплексирование сигналов
  • Возможность регулировки пропускной способности
  • Улучшенное качество приема

Сигналы в процессе модуляции

Ниже приведены три типа сигналов в процессе модуляции.

Сообщение или модулирующий сигнал

Сигнал, который содержит сообщение, подлежащее передаче, называется сигналом сообщения . Это сигнал основной полосы частот, который должен пройти процесс модуляции для передачи. Следовательно, он также называется модулирующим сигналом .

Сигнал несущей

Высокочастотный сигнал, который имеет определенную амплитуду, частоту и фазу, но не содержит информации, называется несущим сигналом . Это пустой сигнал и используется для передачи сигнала в приемник после модуляции.

Модулированный сигнал

Результирующий сигнал после процесса модуляции называется модулированным сигналом . Этот сигнал является комбинацией модулирующего сигнала и несущего сигнала.

Типы модуляции

Существует много видов модуляции. В зависимости от используемых методов модуляции они классифицируются, как показано на следующем рисунке.

Типы Модуляций

Типы модуляции в целом подразделяются на непрерывно-волновую модуляцию и импульсную модуляцию.

Непрерывно-волновая модуляция

При непрерывно-волновой модуляции высокочастотная синусоидальная волна используется в качестве несущей. Это далее разделено на амплитуду и угловую модуляцию.

  • Если амплитуда высокочастотной несущей волны изменяется в соответствии с мгновенной амплитудой модулирующего сигнала, то такой метод называется амплитудной модуляцией .

  • Если угол несущей волны изменяется в соответствии с мгновенным значением модулирующего сигнала, то такая методика называется угловой модуляцией . Угловая модуляция дополнительно делится на частотную модуляцию и фазовую модуляцию.

    • Если частота несущей волны изменяется в соответствии с мгновенным значением модулирующего сигнала, то такой метод называется частотной модуляцией .

    • Если фаза высокочастотной несущей волны изменяется в соответствии с мгновенным значением модулирующего сигнала, то такой метод называется фазовой модуляцией .

Если амплитуда высокочастотной несущей волны изменяется в соответствии с мгновенной амплитудой модулирующего сигнала, то такой метод называется амплитудной модуляцией .

Если угол несущей волны изменяется в соответствии с мгновенным значением модулирующего сигнала, то такая методика называется угловой модуляцией . Угловая модуляция дополнительно делится на частотную модуляцию и фазовую модуляцию.

Если частота несущей волны изменяется в соответствии с мгновенным значением модулирующего сигнала, то такой метод называется частотной модуляцией .

Если фаза высокочастотной несущей волны изменяется в соответствии с мгновенным значением модулирующего сигнала, то такой метод называется фазовой модуляцией .

Импульсная модуляция

В импульсной модуляции периодическая последовательность прямоугольных импульсов используется в качестве несущей волны. Это далее разделено на аналоговую и цифровую модуляцию.

В методе аналоговой модуляции, если амплитуда, длительность или положение импульса изменяются в соответствии с мгновенными значениями модулирующего сигнала основной полосы частот, то такой метод называется импульсной амплитудной модуляцией (PAM) или импульсной длительностью / шириной модуляции (PDM). / PWM), или импульсная модуляция положения (PPM).

В цифровой модуляции используется метод модуляции с импульсной кодовой модуляцией (PCM), в котором аналоговый сигнал преобразуется в цифровую форму, состоящую из 1 и 0. Поскольку в результате получается последовательность закодированных импульсов, это называется PCM. Это далее развито как Дельта Модуляция (DM). Эти методы цифровой модуляции обсуждаются в нашем руководстве по цифровой связи.