Частотная манипуляция - самая важная цифровая модуляция техника, также известная как FSK. Сигнал имеет в качестве свойств амплитуду, частоту и фазу. Каждый сигнал обладает этими тремя свойствами. Чтобы увеличить любое из свойств сигнала, мы можем перейти к процессу модуляции. Потому что есть различные преимущества техника модуляции . В этом некоторые из преимуществ - антенна уменьшается размер, избегается мультиплексирование сигналов, уменьшается SNR, возможна связь на большие расстояния и т. д. Это важные преимущества процесса модуляции. Если мы модулируем амплитуду входного двоичного сигнала в соответствии с сигналом несущей, то есть называем амплитудной манипуляцией. Здесь, в этой статье, мы собираемся обсудить, что такое частотная манипуляция и модуляция FSK, процесс демодуляции, а также их преимущества и недостатки.
Что такое частотная манипуляция?
Он определяется как изменение или улучшение частотных характеристик входного двоичного сигнала в соответствии с сигналом несущей. Вариация амплитуды - один из основных недостатков ASK. Таким образом, из-за этого метод модуляции запроса используется только в нескольких приложениях. И его эффективность использования спектра также низкая. Это приводит к потере мощности. Поэтому для преодоления этих недостатков предпочтительна частотная манипуляция. FSK также известен как двоичный Частотная манипуляция (BFSK). Приведенная ниже теория частотной манипуляции описывает, что происходит в модуляция с частотной манипуляцией .
Теория частотной манипуляции
Эта теория частотной манипуляции показывает, как частотные характеристики двоичного сигнала изменяются в соответствии с сигналом несущей. В FSK двоичная информация может передаваться через сигнал несущей вместе с изменениями частоты. На приведенной ниже диаграмме показан блок-схема частотной манипуляции .
Блок-схема FSK
В FSK два несущих сигнала используются для создания сигналов с частотной модуляцией. Причина этого в том, что сигналы с ЧМн-модуляцией представлены двумя разными частотами. Частоты называются «меткой частоты» и «пространственной частотой». Отметка частоты представляет логику 1, а пространственная частота представляет логику 0. Между этими двумя сигналами несущей есть только одно различие, то есть вход несущей 1 имеет большую частоту, чем вход несущей 2.
Вход несущей 1 = Ac Cos (2ωc + θ) t
Вход несущей 2 = Ac Cos (2ωc-θ) t
Переключатель (переключатели) мультиплексора 2: 1 играет важную роль в генерации выходного сигнала FSK. Здесь переключатель подключен к входу несущей 1 для всех логических единиц двоичной входной последовательности. И переключатель (переключатели) подключен к входу несущей 2 для всех логических 0 входной двоичной последовательности. Таким образом, результирующие сигналы с модуляцией ЧМн имеют метки и пространственные частоты.
FSK-модуляция-выходные-формы волны
Теперь мы посмотрим, как модулированная волна FSK может быть демодулирована на стороне приемника. Демодуляция определяется как восстановление исходного сигнала из модулированного сигнала. Эта демодуляция возможна двумя способами. Они есть
- Когерентное обнаружение FSK
- Некогерентное обнаружение FSK
Единственное различие между когерентным и некогерентным способом обнаружения - это фаза несущего сигнала. Если несущий сигнал, который мы используем на стороне передатчика и на стороне приемника, находятся в одной фазе во время процесса демодуляции, то есть называется когерентным способом обнаружения и также известен как синхронное обнаружение. Если несущие сигналы, которые мы используем на стороне передатчика и приемника, не находятся в одной фазе, тогда такой процесс модуляции известен как некогерентное обнаружение. Другое название этого обнаружения - Асинхронное обнаружение.
Когерентное обнаружение FSK
В этом синхронном обнаружении FSK модулированная волна подвергалась воздействию шума, достигая приемника. Таким образом, этот шум можно устранить с помощью полосовой фильтр (БНФ). Здесь, на этапе умножения, зашумленный сигнал, модулированный FSK, умножается на сигнал несущей от локального осциллятор устройство. Затем результирующий сигнал проходит от BPF. Здесь этот полосовой фильтр назначается на частоту среза, которая равна частоте двоичного входного сигнала. Таким образом, те же частоты могут быть разрешены устройству принятия решений. Здесь это устройство принятия решений дает 0 и 1 для интервалов и отметок частот модулированных сигналов с ЧМн.
когерентное-FSK-обнаружение
Некогерентное обнаружение FSK
Модулированный сигнал FSK передается от полосового фильтра 1 и 2 с частотами среза, равными частотам пробела и метки. Таким образом, нежелательные компоненты сигнала могут быть исключены из BPF. И модифицированные сигналы FSK подаются на вход двух детекторов огибающей. Этот детектор огибающей представляет собой схему, имеющую диод (D). На основе входа в детектор огибающей он выдает выходной сигнал. Этот детектор огибающей используется в процессе демодуляции амплитуды. На основе своего входа он генерирует сигнал, который затем направляется на пороговое устройство. Это пороговое устройство выдает логические 1 и 0 для разных частот. Это будет равно исходной двоичной входной последовательности. Таким образом, генерация и обнаружение FSK могут быть выполнены таким образом. Этот процесс может быть известен модуляция и демодуляция с частотной манипуляцией тоже экспериментируйте. В этом эксперименте с ЧМн ЧМ может быть сгенерирована микросхемой таймера 555, а обнаружение может быть возможным с помощью 565IC, который известен как фазовая автоподстройка частоты (ФАПЧ) .
некогерентное-FSK-обнаружение
Есть немного преимущества и недостатки частотной манипуляции перечислены ниже.
Преимущества
- Простой процесс построения схемы
- Вариации нулевой амплитуды
- Поддерживает высокую скорость передачи данных.
- Низкая вероятность ошибки.
- Высокий SNR (отношение сигнал / шум).
- Больше помехозащищенности, чем у ASK
- Безошибочный прием возможен с FSK
- Полезно в высокочастотных радиопередачах
- Предпочтительно в высокочастотной связи
- Низкоскоростные цифровые приложения
Недостатки
- Он требует большей полосы пропускания, чем ASK и PSK (фазовая манипуляция)
- Из-за требований большой пропускной способности этот FSK имеет ограничения на использование только в низкоскоростных модемах, скорость передачи которых составляет 1200 бит / сек.
- Частота ошибок по битам в канале AEGN меньше, чем при фазовой манипуляции.
Таким образом частотная манипуляция является одним из методов точной цифровой модуляции для увеличения частотных характеристик входного двоичного сигнала. С помощью техники модуляции FSK мы можем добиться безошибочной связи в нескольких цифровых приложениях. Но этот FSK имеет конечную скорость передачи данных и потребляет большую полосу пропускания, его можно преодолеть с помощью QAM, который известен как квадратурная амплитудная модуляция. Это комбинация амплитудной модуляции и фазовой модуляции.
