Сигнал может быть чем-то вроде звуковой волны, которая появляется, когда вы кричите. Этот крик слышен только на определенном расстоянии. Но для того, чтобы одна и та же волна распространялась на большое расстояние, вам понадобится метод, который добавляет силу этому сигналу, не нарушая параметров исходного сигнала.
Что такое модуляция сигнала?
Сигнал, несущий сообщение, должен передаваться на расстояние, и для установления надежной связи ему необходим 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 распространяться на расстояние без искажения.
Ниже приведены некоторые преимущества реализации модуляции в системах связи.
- Размер антенны уменьшается.
- Микширование сигналов не происходит.
- Дальность связи увеличивается.
- Происходит мультиплексирование сигналов.
- Регулировка в полосе пропускания разрешена.
- Качество приема улучшается.
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 фазу, частоту и амплитуду, но не содержит информации, называется сигналом несущей . Это пустой сигнал. Он просто используется для передачи сигнала на приемник после модуляции.
Модулированный сигнал
Результирующий сигнал, после процесса модуляции, называется модулированным сигналом . Этот сигнал является комбинацией модулирующего сигнала и сигнала несущей.
Типы модуляции
Существует много видов модуляции. В зависимости от используемых методов модуляции они классифицируются, как показано на следующем рисунке.
Типы модуляции в целом подразделяются на непрерывно-волновую модуляцию и импульсную модуляцию.
Непрерывно-волновая модуляция
В модуляции непрерывной волны в качестве несущей используется высокочастотная синусоидальная волна. 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 .
-
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 .
Угловая модуляция дополнительно делится на частотную и фазовую 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 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, тогда 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 развивается как дельта-модуляция (DM) , которая будет обсуждаться в последующих главах. Следовательно, PCM — это метод, в котором аналоговые сигналы преобразуются в цифровую форму.