Методы цифровой модуляции
Цифровая модуляция обеспечивает большую информационную емкость, высокую безопасность данных, более быструю доступность системы и отличное качество связи. Следовательно, методы цифровой модуляции более востребованы из-за их способности передавать большие объемы данных, чем аналоговые.
Существует много типов методов цифровой модуляции, и мы даже можем использовать их комбинацию. В этой главе мы обсудим наиболее известные методы цифровой модуляции.
Амплитудная манипуляция
Амплитуда результирующего выходного сигнала зависит от входных данных, должен ли он быть нулевым уровнем или изменением положительного и отрицательного значений в зависимости от несущей частоты.
Amplitude Shift Keying (ASK) - это тип амплитудной модуляции, который представляет двоичные данные в виде вариаций амплитуды сигнала.
Ниже представлена диаграмма модулированного сигнала ASK вместе с его входом.
Любой модулированный сигнал имеет высокочастотную несущую. Двоичный сигнал, когда ASK модулируется, дает нулевое значение для входа LOW и дает выход несущей для входа HIGH.
Частотная манипуляция
Частота выходного сигнала будет либо высокой, либо низкой, в зависимости от применяемых входных данных.
Frequency Shift Keying (FSK)представляет собой метод цифровой модуляции, в котором частота несущего сигнала изменяется в соответствии с дискретными цифровыми изменениями. FSK - это схема частотной модуляции.
Ниже приведена диаграмма сигнала с частотной модуляцией модуляции вместе с его входом.
Выходной сигнал модулированной волны FSK имеет высокую частоту для двоичного входа HIGH и низкую частоту для двоичного входа LOW. Двоичные единицы и нули называютсяMark и Space frequencies.
Фазовая манипуляция
Фаза выходного сигнала смещается в зависимости от входа. В основном они бывают двух типов, а именно BPSK и QPSK, в зависимости от количества фазовых сдвигов. Другой - DPSK, который изменяет фазу в соответствии с предыдущим значением.
Phase Shift Keying (PSK)представляет собой метод цифровой модуляции, при котором фаза несущего сигнала изменяется путем изменения входных синусоидальных и косинусоидальных сигналов в определенное время. Техника PSK широко используется для беспроводных локальных сетей, биометрических, бесконтактных операций, а также для связи RFID и Bluetooth.
PSK бывает двух типов, в зависимости от фаз сдвига сигнала. Они -
Двоичная фазовая манипуляция (BPSK)
Это также называется 2-phase PSK (или же) Phase Reversal Keying. В этом методе несущая синусоидальной волны принимает два разворота фазы, такие как 0 ° и 180 °.
BPSK - это, по сути, схема модуляции DSB-SC (двойная боковая полоса подаваемой несущей) для сообщения, являющегося цифровой информацией.
Ниже показано изображение модулированной выходной волны BPSK вместе с ее входом.
Квадратурная фазовая манипуляция (QPSK)
Это метод фазовой манипуляции, при котором несущая синусоидальной волны принимает четыре поворота фазы, такие как 0 °, 90 °, 180 ° и 270 °.
Если этот вид методов будет расширен, PSK также может быть выполнен с восемью или шестнадцатью значениями, в зависимости от требований. На следующем рисунке представлена форма волны QPSK для двухбитового входа, которая показывает результат модуляции для различных экземпляров двоичных входов.
QPSK - это разновидность BPSK, а также схема модуляции DSB-SC (Double Sideband Suppressed Carrier), которая отправляет два бита цифровой информации за раз, что называется bigits.
Вместо преобразования цифровых битов в серию цифровых потоков он преобразует их в пары битов. Это снижает скорость передачи данных вдвое, что дает место другим пользователям.
Дифференциальная фазовая манипуляция (DPSK)
В DPSK (дифференциальная фазовая манипуляция) фаза модулированного сигнала сдвигается относительно предыдущего элемента сигнала. Опорный сигнал здесь не рассматривается. Фаза сигнала соответствует высокому или низкому состоянию предыдущего элемента. Этот метод ДФМ не нужен опорный генератор.
На следующем рисунке представлена модельная форма сигнала DPSK.
Из приведенного выше рисунка видно, что если бит данных имеет низкий уровень, то есть 0, то фаза сигнала не меняется на противоположную, а остается неизменной. Если данные HIGH, то есть 1, то фаза сигнала инвертируется, как в случае NRZI, инвертируется на 1 (форма дифференциального кодирования).
Если мы наблюдаем вышеуказанную форму волны, мы можем сказать, что ВЫСОКОЕ состояние представляет собой M в модулирующем сигнале, а состояние LOW представляет собой W в модулирующем сигнале.