Физический уровень - Модуляции — различия между версиями
Adel (обсуждение | вклад) (Виды модуляции) |
Adel (обсуждение | вклад) (Виды модуляции) |
||
| Строка 26: | Строка 26: | ||
[[Файл:Sygnal_types.png|Модулирующий, несущий и модулированный сигналы]] | [[Файл:Sygnal_types.png|Модулирующий, несущий и модулированный сигналы]] | ||
| − | [[Файл:Modulation_types.png|right|Типы модуляции в зависимости от несущего сигнала]]В зависимости от типа несущего сигнала используются разные виды модуляции. Ниже представлена таблица соответствия типа сигнала | + | [[Файл:Modulation_types.png|right|Типы модуляции в зависимости от несущего сигнала]]В зависимости от типа несущего сигнала используются разные виды модуляции. Ниже представлена таблица соответствия типа сигнала виду модуляции. |
{| class="wikitable" style="text-align:center" | {| class="wikitable" style="text-align:center" | ||
|+ Несущий сигнал | |+ Несущий сигнал | ||
| Строка 36: | Строка 36: | ||
| || Цифровая модуляция || | | || Цифровая модуляция || | ||
|} | |} | ||
| + | <br /><br /><br /> | ||
===Прямая модуляция=== | ===Прямая модуляция=== | ||
[[Файл:Modulation_1.png|right|Прямая модуляция для последовательности 1010]]Это самый простой вид модуляции, при котором передача того или иного сигнала происходит путем изменения напряжения. | [[Файл:Modulation_1.png|right|Прямая модуляция для последовательности 1010]]Это самый простой вид модуляции, при котором передача того или иного сигнала происходит путем изменения напряжения. | ||
| − | Зададим нормальное напряжение | + | Зададим нормальное напряжение <math>U_H</math>, тогда при уменьшении нормального уровня напряжения на <math>\Delta U_M</math> передается двоичный 0, а при увеличении на ту же величину двоичная 1. |
| + | <br />Для кодирования нескольких одинаковых значений подряд зададим промежуток времени <math>\Delta t</math>, в течение которого передается одна цифра. | ||
| + | |||
| + | <br /><br /><br /><br /><br /> | ||
| + | ===Аналоговая модуляция=== | ||
| + | [[Файл:Analog_modulation.png|right|Виды аналоговой модуляции]]Носителем этого типа модуляции является колебание. | ||
| + | В зависимости от того, какой параметр несущего колебания изменяется, различают 3 основных вида аналоговой модуляций: | ||
| + | * Амплитудная | ||
| + | * Фазовая | ||
| + | * Частотная | ||
| + | {| class="wikitable" style="text-align:center" | ||
| + | |+ Аналоговая модуляция | ||
| + | |- | ||
| + | ! Амплитудная !! Фазовая !! Частотная | ||
| + | |- | ||
| + | | Меняется амплитуда импульсов | ||
| + | | Меняется фаза колебания | ||
| + | | Меняется частота импульсов | ||
| + | |- | ||
| + | | С увеличением напряжения модулирующего сигнала увеличивается амплитуда несущего сигнала | ||
| + | | С увеличением напряжения модулирующего сигнала увеличивается сдвиг относительно такта времени | ||
| + | | С увеличением напряжения модулирующего сигнала изменяется фаза несущего колебания | ||
| + | |} | ||
| + | <br /><br /><br /> | ||
| + | ===Цифровая модуляция (манипуляция)=== | ||
| + | Тот самый тип модуляции, который используется для передачи данных в компьютерных сетях. | ||
| + | {{Определение|definition = | ||
| + | '''Цифровой модуляцией''' называется процесс преобразования битов в соответствующие аналоговые сигналы. | ||
| + | }} | ||
| + | Носителем так же, как и в случае аналоговой модуляции является колебание, но состояний у него всего два, поскольку передача идет только двух сигналов 0 и 1. | ||
| + | В зависимости от того, какой параметр несущего колебания изменяется, различают несколько видов цифровой модуляций: | ||
| + | |||
| + | <br /><br /><br /> | ||
| + | ===Импульсная модуляция=== | ||
| + | [[Файл:Impuls_modulation.gif|right|Виды импульсной модуляции]]При импульсной модуляции носителем сигнала являются импульсы. | ||
| + | Импульсная модуляция делится на 4 основных вида: | ||
| + | * Амплитудно-импульсная | ||
| + | * Широтно-импульсная | ||
| + | * Частотно-импульсная | ||
| + | * Фазово-импульсная | ||
| + | {| class="wikitable" style="text-align:center" | ||
| + | |+ Импульсная модуляция | ||
| + | |- | ||
| + | ! Амплитудо-импульсная !! Широтно-импульсная !! Частотно-импульсная !! Фазово-импульсная | ||
| + | |- | ||
| + | | Меняется амплитуда импульсов | ||
| + | | Меняется длительность (ширина) импульсов | ||
| + | | Меняется частота импульсов | ||
| + | | Меняется сдвиг импульсов относительно тактовых моментов времени | ||
| + | |- | ||
| + | | С увеличением напряжения модулирующего сигнала увеличивается амплитуда несущего сигнала | ||
| + | | С увеличением напряжения модулирующего сигнала увеличивается длительность импульсов | ||
| + | | С увеличением напряжения модулирующего сигнала увеличивается частота импульсов | ||
| + | | С увеличением напряжения модулирующего сигнала увеличивается сдвиг относительно такта времени | ||
| + | |} | ||
Версия 02:29, 21 декабря 2016
Содержание
Введение
Для начала разберемся, зачем вообще нужна модуляция и что она из себя представляет.
Зачем нужна модуляция?
В рамках одного устройства для передачи информации используются низкочастотные колебания, передача которых на расстояние свыше нескольких метров крайне затруднительна, в силу их быстрого ослабевания. Но нам все равно хочется передавать сигналы на большие расстояния, вот тут на помощь приходит модуляция.
В чем суть модуляции?
Возьмем высокочастотное колебание. Само по себе оно не несет никакой информации. Его мы будем использовать в качестве основного компонента передаваемого сигнала. Частоту этого колебания называют несущей. Для того, чтобы начать передавать полезную информацию, нам нужно каким-нибудь образом видоизменить несущую частоту так, чтобы она повторяла закономерности сигнала, который мы хотим передать. Иными словами, нам нужно сделать так, чтобы она несла информацию о нашем полезном сигнале. Это самое видоизменение называется модуляцией. Модуляция осуществляется с помощью модулятора со стороны отправителя, а с помощью демодулятора на стороне получателя высокочастотный сигнал преобразуется обратно в низкочастотный. Они собраны в одно устройство под названием модем, которое получилось благодаря слиянию слов МОдулятор и ДЕМодулятор. Есть разные принципы модуляции, некоторые из которых рассмотрим ниже. Самым древним методом модуляции можно назвать прерывание несущей частоты, которое использовалось в телеграфах. Этот метод, конечно, нельзя назвать в полной мере модуляцией, но тем не менее о нем нельзя не упомянуть в данной теме.
Виды модуляции
Теперь рассмотрим более формальные определения.
| Определение: |
| Модуляцией называется процесс изменения одного или нескольких параметров высокочастотного несущего колебания по закону низкочастотного информационного сигнала. |
| Определение: |
| Модулирующий сигнал - сигнал, хранящий передаваемую информацию. |
| Определение: |
| Несущий сигнал - сигнал, выполняющий роль переносчика информации. |
| Определение: |
| Модулированный сигнал - сигнал, получающийся после посадки модулирующего сигнала на несущий сигнал. |
| Фиксированный уровень | Гармонический сигнал | Импульсы |
|---|---|---|
| Прямая модуляция | Аналоговая модуляция | Импульсная модуляция |
| Цифровая модуляция |
Прямая модуляция
Зададим нормальное напряжение , тогда при уменьшении нормального уровня напряжения на передается двоичный 0, а при увеличении на ту же величину двоичная 1.
Для кодирования нескольких одинаковых значений подряд зададим промежуток времени , в течение которого передается одна цифра.
Аналоговая модуляция
В зависимости от того, какой параметр несущего колебания изменяется, различают 3 основных вида аналоговой модуляций:
- Амплитудная
- Фазовая
- Частотная
| Амплитудная | Фазовая | Частотная |
|---|---|---|
| Меняется амплитуда импульсов | Меняется фаза колебания | Меняется частота импульсов |
| С увеличением напряжения модулирующего сигнала увеличивается амплитуда несущего сигнала | С увеличением напряжения модулирующего сигнала увеличивается сдвиг относительно такта времени | С увеличением напряжения модулирующего сигнала изменяется фаза несущего колебания |
Цифровая модуляция (манипуляция)
Тот самый тип модуляции, который используется для передачи данных в компьютерных сетях.
| Определение: |
| Цифровой модуляцией называется процесс преобразования битов в соответствующие аналоговые сигналы. |
Носителем так же, как и в случае аналоговой модуляции является колебание, но состояний у него всего два, поскольку передача идет только двух сигналов 0 и 1. В зависимости от того, какой параметр несущего колебания изменяется, различают несколько видов цифровой модуляций:
Импульсная модуляция
Импульсная модуляция делится на 4 основных вида:
- Амплитудно-импульсная
- Широтно-импульсная
- Частотно-импульсная
- Фазово-импульсная
| Амплитудо-импульсная | Широтно-импульсная | Частотно-импульсная | Фазово-импульсная |
|---|---|---|---|
| Меняется амплитуда импульсов | Меняется длительность (ширина) импульсов | Меняется частота импульсов | Меняется сдвиг импульсов относительно тактовых моментов времени |
| С увеличением напряжения модулирующего сигнала увеличивается амплитуда несущего сигнала | С увеличением напряжения модулирующего сигнала увеличивается длительность импульсов | С увеличением напряжения модулирующего сигнала увеличивается частота импульсов | С увеличением напряжения модулирующего сигнала увеличивается сдвиг относительно такта времени |
