Modulation ist ... Pulsweitenmodulation

Im täglichen Leben mit neuen konfrontiertViele Menschen versuchen Antworten auf ihre Fragen zu finden. Es ist dafür, irgendwelche Phänomene zu beschreiben. Einer ist der Begriff der Modulation. Es wird weiter diskutiert werden.

Allgemeine Beschreibung

Modulation ist der Prozess der Veränderung des einen oder andereneine ganze Reihe von hochfrequenten Schwingungsparametern gemäß dem Gesetz der Information niederfrequenter Nachrichten. Dies hat zur Folge, daß das Steuersignalspektrum in den Hochfrequenzbereich übertragen wird, da ein effizientes Senden in den Raum erfordert, daß alle Sendeempfänger bei unterschiedlichen Frequenzen arbeiten, ohne einander zu unterbrechen. Aufgrund dieses Prozesses werden Informationsschwingungen auf einem Träger platziert, der a priori bekannt ist. Das Steuersignal enthält die übertragene Information. Hochfrequenzschwingungen übernehmen die Rolle eines Informationsträgers, aufgrund dessen sie den Trägerstatus erlangen. Das Steuersignal enthält die übertragenen Daten. Es gibt verschiedene Arten der Modulation, die davon abhängen, welche Schwingungsform verwendet wird: rechteckig, dreieckig oder anders. Bei einem diskreten Signal ist es üblich, über Manipulation zu sprechen. Modulation ist also ein Prozess mit Oszillationen, also kann es Frequenz, Amplitude, Phase usw. sein.

Sorten

Jetzt können Sie überlegen, welche Art von diesPhänomene existieren. Tatsächlich ist die Modulation ein Prozess, bei dem eine niederfrequente Welle von einer hochfrequenten Welle getragen wird. Die am häufigsten verwendeten Typen sind Frequenz, Amplitude und Phase. Bei der Frequenzmodulation gibt es eine Frequenzänderung bei Amplitude - Amplitude und bei einer Phase - Phase. Es gibt auch gemischte Arten. Pulsmodulation und -modifikation beziehen sich auf einzelne Typen. In diesem Fall ändern sich die Parameter der Hochfrequenzschwingung diskret.

Amplitudenmodulation

In Systemen mit dieser Art von Änderung tritt aufÄnderung der Amplitude der Trägerwelle mit einer hohen Frequenz mittels einer modulierenden Welle. Bei der Analyse der Frequenzen am Ausgang werden nicht nur die Eingangsfrequenzen, sondern auch deren Summe und Differenz erfasst. Wenn in diesem Fall die Modulation eine komplexe Welle ist, wie zum Beispiel Sprachsignale, die aus einer Vielzahl von Frequenzen bestehen, dann werden für eine Summen- und eine Frequenzdifferenz zwei Bänder benötigt, eins unter dem Träger und das andere höher. Sie werden lateral genannt: oben und unten. Die erste ist eine Kopie des ursprünglichen Audiosignals, die auf eine bestimmte Frequenz verschoben ist. Das untere Band ist eine Kopie des ursprünglichen Signals, das invertiert wurde, das heißt, die ursprünglichen oberen Frequenzen sind niedrigere Frequenzen im unteren Seitenband.

Die untere Seite ist ein SpiegelAnzeige der oberen Seite relativ zur Trägerfrequenz. Ein System, das eine Amplitudenmodulation verwendet, wobei der Träger und beide Seiten übertragen werden, wird als Zweibandsystem bezeichnet. Der Träger enthält keine nützliche Information, so dass er entfernt werden kann, aber in jedem Fall ist die Signalband doppelt so groß wie die ursprüngliche. Die Verengung des Bandes wird aufgrund der Verschiebung nicht nur des Trägers, sondern auch einer der Seiten erreicht, da sie eine Information enthalten. Dieser Typ ist als eine Einbandmodulation mit einem unterdrückten Träger bekannt.

Demodulation

Dieser Prozess erfordert MischenDas modulierte Signal mit einem Träger der gleichen Frequenz, die von dem Modulator emittiert wird. Danach wird das ursprüngliche Signal als ein getrenntes Frequenz- oder Frequenzband erhalten und dann von anderen Signalen gefiltert. Manchmal findet die Trägergenerierung zur Demodulation an Ort und Stelle statt und stimmt nicht immer mit der Trägerfrequenz am Modulator selbst überein. Aufgrund der kleinen Unterschiede zwischen den Frequenzen gibt es Diskrepanzen, die typisch für Telefonleitungen sind.

Pulsmodulation

In diesem Fall digitalein modulierendes Signal, d. h. es ermöglicht, mehr als ein Bit pro Baud zu codieren, indem ein binäres Datensignal in ein Signal mit mehreren Pegeln codiert wird. Binäre Signale werden manchmal in Paare aufgeteilt. Für ein Bitpaar können Sie vier Kombinationen verwenden, wobei jedes Paar durch eine von vier Amplitudenstufen repräsentiert wird. Ein solches codiertes Signal ist dadurch gekennzeichnet, dass die Modulationsrate in Bauds die Hälfte des ursprünglichen Datensignals ist, so dass es in der üblichen Weise zur Amplitudenmodulation verwendet werden kann. Ihre Bewerbung fand sie im Radio.

Frequenzmodulation

Systeme mit einer solchen Modulation nehmen das anDie Trägerfrequenz ändert sich entsprechend mit der Form des Modulationssignals. Dieser Typ ist überlegen in Bezug auf die Stabilität der Amplitude, die Auswirkungen auf das bestehende Telefonnetz, um zu bestimmen, so sollte es bei niedrigen Geschwindigkeiten eingesetzt werden, wo es keine Notwendigkeit, eine große Bandbreite einzubeziehen.

Phasen-Amplituden-Modulation

Um die Anzahl der Bits pro Baud zu erhöhen, können Sie die Phasen- und Amplitudenmodulation kombinieren.

Als eine der modernen MethodenAmplituden-Phasenmodulation kann als eine bezeichnet werden, die auf der Übertragung von mehreren Trägern basiert. Zum Beispiel werden in einigen Anwendungen 48 Träger verwendet, die durch ein Band von 45 Hz getrennt sind. Durch die Kombination von Amplituden- und Phasenmodulation für jeden Träger werden bis zu 32 diskrete Zustände für jede einzelne Baud-Periode zugewiesen, so dass es möglich ist, 5 Bits pro Baud zu übertragen. Es stellt sich heraus, dass Sie mit diesem Set 240 Bits pro Baud übertragen können. Bei 9600 bps benötigt die Modulationsrate nur 40 Baud. Solch eine niedrige Zahl ist ziemlich tolerant gegenüber den Amplituden- und Phasensprüngen, die dem Telefonnetz innewohnen.

Pulscodemodulation

Diese Art gilt normalerweise alsSysteme zum Senden analoger Signale, zum Beispiel Sprache in digitaler Form. Diese Modulationstechnik wird in Modems nicht verwendet. Hier wird das analoge Signal mit einer Rate abgetastet, die doppelt so groß ist wie die höchste Frequenz der Signalkomponente in der analogen Form. Wenn solche Systeme in Telefonnetzwerken verwendet werden, findet ein Gating 8000 Mal pro Sekunde statt. Jeder Zählwert ist ein Spannungspegel, der in einem Sieben-Bit-Code codiert ist. Um die gesprochene Sprache am besten darzustellen, wird eine logarithmische Codierung verwendet. Sieben Bits zusammen mit den acht, sprechen über das Vorhandensein eines Signals, bilden ein Oktett.

Um die Nachricht wiederherzustellen, müssen SieModulation und Erkennung, das heißt, der umgekehrte Prozess. In diesem Fall wird das Signal mit einer nichtlinearen Methode transformiert. Nichtlineare Elemente bereichern das Spektrum des Ausgangssignals mit neuen Komponenten des Spektrums, und Filter werden verwendet, um niederfrequente Komponenten zu isolieren. Modulation und Detektion können unter Verwendung von Vakuumdioden, Transistoren, Halbleiterdioden als nichtlinearen Elementen durchgeführt werden. Traditionell werden punktförmige Halbleiterdioden verwendet, da die Eingangskapazität in ebenen Ebenen viel größer ist.

Moderne Arten

Digitale Modulation bietet viel mehrInformationskapazität und bietet Kompatibilität mit einer Vielzahl von digitalen Datendiensten. Darüber hinaus erhöht es die Sicherheit von Informationen, verbessert die Qualität von Kommunikationssystemen und beschleunigt den Zugriff darauf.

Es gibt eine Reihe von Einschränkungen mit denenkonfrontiert Entwickler von jedem System: die zulässige Leistung und Breite des Frequenzbandes, eine bestimmte Geräuschpegel von Kommunikationssystemen. Jeden Tag nimmt die Anzahl der Benutzer von Kommunikationssystemen zu und die Nachfrage nach ihnen steigt, was eine Erhöhung der Funkressourcen erfordert. Die digitale Modulation unterscheidet sich deutlich von der analogen, da der Träger große Mengen an Information darin trägt.

Schwierigkeiten der Verwendung

Vor den Entwicklern von digitalen FunkkommunikationssystemenEs gibt eine solche grundlegende Aufgabe - einen Kompromiss zwischen der Bandbreite der Datenübersetzung und der Komplexität des Systems in Bezug auf die Technologie zu finden. Dazu ist es angebracht, verschiedene Modulationsmethoden zu verwenden, um das gewünschte Ergebnis zu erhalten. Die Funkkommunikation kann auch unter Verwendung der einfachsten Sender- und Empfängerschaltungen organisiert werden, aber für diese Verbindung wird ein Frequenzspektrum verwendet, das proportional zu der Anzahl von Benutzern ist. Für anspruchsvollere Empfänger und Sender wird eine geringere Bandbreite benötigt, um Informationen im selben Volumen zu übertragen. Für den Übergang zu spektral wirksamen Übertragungsverfahren ist es notwendig, die Ausrüstung entsprechend zu komplizieren. Dieses Problem hängt nicht von der Art der Verbindung ab.

Alternative Optionen

Pulsweitenmodulation ist gekennzeichnet durch,dass sein Trägersignal eine Folge von Impulsen ist, während die Impulsfrequenz konstant ist. Die Änderungen betreffen nur die Dauer jedes Impulses gemäß dem Modulationssignal.

Pulsweitenmodulation unterscheidet sich vonFrequenz-Phase. Dieser nimmt die Modulation des Signals in Form einer Sinuskurve an. Es zeichnet sich durch eine konstante Amplitude und eine variable Frequenz oder Phase aus. Impulssignale können auch in der Frequenz moduliert werden. Die Impulsdauer kann fest sein, und ihre Frequenz liegt in einem durchschnittlichen Wert, aber ihr momentaner Wert wird in Abhängigkeit von den modulierenden Signalen variieren.

Schlussfolgerungen

Sie können einfache Modi der Modulation verwenden,Dieser einzige Parameter ändert sich entsprechend mit der modulierenden Information. Das kombinierte Modulationsschema, das in modernen Kommunikationseinrichtungen verwendet wird, ist, wenn sich die Amplitude und die Trägerphasen gleichzeitig ändern. In modernen Systemen können mehrere Unterträger verwendet werden, für die jeweils eine Modulation eines bestimmten Typs verwendet wird. In diesem Fall sprechen wir über Signalmodulationsschemata. Dieser Begriff wird auch für komplexe mehrschichtige Arten verwendet, wenn eine zusätzliche Beschreibung der Merkmale für erschöpfende Informationen erforderlich ist.

In modernen Kommunikationssystemen werden eingesetztdie effektivsten Arten der Modulation, wodurch die Bandbreite minimiert wird, um den Frequenzraum für andere Arten von Signalen zu befreien. Die Qualität der Kommunikation von diesem gewinnt nur, aber die Komplexität der Ausrüstung ist in diesem Fall sehr hoch. Letztlich ergibt die Modulationsfrequenz ein Ergebnis, das für den Endbenutzer nur in Bezug auf die Verwendbarkeit der Hardware sichtbar ist.