Առօրյա կյանքում հանդիպելով նոր հասկացություններին, շատերը փորձում են գտնել իրենց հարցերի պատասխանները: Հենց դրա համար է պետք նկարագրել ցանկացած երեւույթ։ Դրանցից մեկը մոդուլյացիան է: Այն կքննարկվի հետագա:
Ընդհանուր նկարագրություն
Մոդուլյացիան բարձր հաճախականության տատանումների պարամետրերի մեկ կամ մի ամբողջ շարք փոխելու գործընթաց է՝ ցածր հաճախականության տեղեկատվական հաղորդագրության օրենքին համապատասխան: Սրա արդյունքը կառավարման ազդանշանի սպեկտրի փոխանցումն է բարձր հաճախականության շրջան, քանի որ արդյունավետ հեռարձակումը տիեզերք պահանջում է, որ բոլոր հաղորդիչները աշխատեն տարբեր հաճախականություններով՝ առանց միմյանց ընդհատելու: Այս գործընթացի շնորհիվ տեղեկատվական տատանումները տեղադրվում են ապրիորի հայտնի կրիչի վրա։ Կառավարման ազդանշանը պարունակում է փոխանցված տեղեկատվությունը: Բարձր հաճախականության տատանումն իր վրա է վերցնում տեղեկատվության կրողի դերը, ինչի շնորհիվ այն ձեռք է բերում կրողի կարգավիճակ։ Վերահսկիչ ազդանշանը պարունակում է փոխանցված տվյալները: Գոյություն ունեն մոդուլյացիայի տարբեր տեսակներ, որոնք կախված են նրանից, թե որ ալիքի ձևն է օգտագործվում՝ ուղղանկյուն, եռանկյուն կամ այլ: Դիսկրետ ազդանշանով ընդունված է խոսել մանիպուլյացիայի մասին։ Այսպիսով,մոդուլյացիան գործընթաց է, որը ներառում է տատանումներ, ուստի այն կարող է լինել հաճախականություն, ամպլիտուդ, փուլ և այլն:
Տարատեսակներ
Այժմ մենք կարող ենք դիտարկել, թե այս երևույթի ինչպիսի տեսակներ կան: Ըստ էության, մոդուլյացիան այն գործընթացն է, որով ցածր հաճախականության ալիքը տեղափոխվում է բարձր հաճախականության ալիքով: Առավել հաճախ օգտագործվում են հետևյալ տեսակները՝ հաճախականություն, ամպլիտուդ և փուլ։ Հաճախականության մոդուլյացիայի դեպքում հաճախականության փոփոխություն է տեղի ունենում, ամպլիտուդային մոդուլյացիայի դեպքում՝ ամպլիտուդը, իսկ փուլային մոդուլյացիայի դեպքում՝ փուլը։ Կան նաև խառը տեսակներ։ Զարկերակային մոդուլյացիան և մոդիֆիկացիան առանձին տեսակներ են: Այս դեպքում բարձր հաճախականության տատանումների պարամետրերը փոխվում են դիսկրետ։
Ամպլիտուդային մոդուլյացիա
Այս տեսակի փոփոխությամբ համակարգերում կրող ալիքի ամպլիտուդը փոխվում է բարձր հաճախականությամբ՝ մոդուլացնող ալիքի օգնությամբ։ Ելքում հաճախականությունները վերլուծելիս բացահայտվում են ոչ միայն մուտքային հաճախականությունները, այլև դրանց գումարն ու տարբերությունը։ Այս դեպքում, եթե մոդուլյացիան բարդ ալիք է, ինչպիսիք են բազմաթիվ հաճախականություններից բաղկացած խոսքի ազդանշանները, ապա հաճախությունների գումարը և տարբերությունը կպահանջեն երկու տիրույթ՝ մեկը կրիչից ներքև, մեկը՝ վերևում: Նրանք կոչվում են կողային `վերին և ստորին: Առաջինը բնօրինակ ձայնային ազդանշանի պատճենն է, որը տեղափոխվում է որոշակի հաճախականությամբ: Ներքևի գոտին բնօրինակ ազդանշանի պատճենն է, որը շրջված է, այսինքն՝ սկզբնական բարձր հաճախականությունները ստորին կողմի ստորին հաճախականություններն են:
Ստորին կողային գոտին վերին կողային շերտի հայելային պատկերն է կրիչի հաճախականության համեմատ: Համակարգ, որն օգտագործում է ամպլիտուդային մոդուլյացիան,կրիչի և երկու կողմերի փոխանցումը կոչվում է երկկողմանի: Օպերատորը ոչ մի օգտակար տեղեկատվություն չի պարունակում, ուստի այն կարող է հեռացվել, բայց ամեն դեպքում ազդանշանի թողունակությունը կրկնակի կլինի բնօրինակից: Շղթայի նեղացումը կատարվում է ոչ միայն կրիչի, այլ նաև կողայիններից մեկի փոխարինման միջոցով, քանի որ դրանք պարունակում են մեկ տեղեկատվություն: Այս տեսակը հայտնի է որպես SSB մոդուլացիա՝ ճնշված կրիչով:
Դեմոդուլյացիա
Այս գործընթացը պահանջում է, որ մոդուլացված ազդանշանը խառնվի մոդուլյատորի կողմից արձակված նույն հաճախականության կրիչի հետ: Դրանից հետո սկզբնական ազդանշանը ստացվում է որպես առանձին հաճախականության կամ հաճախականության գոտի, այնուհետև զտվում է այլ ազդանշաններից։ Երբեմն դեմոդուլյացիայի համար կրիչի ստեղծումը տեղի է ունենում տեղում, և միշտ չէ, որ այն համընկնում է բուն մոդուլյատորի կրիչի հաճախականության հետ: Հաճախականությունների միջև փոքր տարբերության պատճառով առաջանում են անհամապատասխանություններ, ինչը բնորոշ է հեռախոսային սխեմաներին։
Զարկերակային մոդուլյացիա
Սա օգտագործում է թվային բազային ժապավենի ազդանշան, ինչը նշանակում է, որ թույլ է տալիս կոդավորել մեկ բուդից ավելի բիթ՝ երկուական տվյալների ազդանշանը բազմաստիճան ազդանշանի մեջ կոդավորելու միջոցով: Երկուական ազդանշանների բիթերը երբեմն բաժանվում են զույգերի: Զույգ բիթերի համար կարող են օգտագործվել չորս համակցություններ, որոնցից յուրաքանչյուրը ներկայացված է չորս ամպլիտուդի մակարդակներից մեկով: Նման կոդավորված ազդանշանը բնութագրվում է նրանով, որ մոդուլյացիայի բուդ արագությունը կեսն է սկզբնական տվյալների ազդանշանից, ուստի այն կարող է օգտագործվելամպլիտուդի մոդուլյացիան սովորական եղանակով: Նա գտավ իր հայտը ռադիոհաղորդակցության ոլորտում։
Հաճախականության մոդուլյացիա
Այս մոդուլյացիայով համակարգերը ենթադրում են, որ կրիչի հաճախականությունը կփոխվի ըստ մոդուլացնող ազդանշանի ձևի: Հեռախոսային ցանցում առկա որոշակի ազդեցությունների նկատմամբ դիմադրության առումով այս տեսակը գերազանցում է ամպլիտուդային տիպին, ուստի այն պետք է օգտագործվի ցածր արագությամբ, որտեղ մեծ հաճախականության գոտի ներգրավելու կարիք չկա::
Ֆազային ամպլիտուդային մոդուլյացիա
Մեկ բուդի բիթերի քանակը մեծացնելու համար կարող եք համատեղել փուլային և ամպլիտուդի մոդուլյացիան:
Ամպլիտուդաֆազային մոդուլյացիայի ժամանակակից մեթոդներից մեկը կարելի է անվանել այն, որը հիմնված է մի քանի կրիչների փոխանցման վրա։ Օրինակ, որոշ ծրագրերում օգտագործվում են 48 կրիչներ, որոնք բաժանված են 45 Հց թողունակությամբ: AM-ը և PM-ը համակցելով՝ յուրաքանչյուր կրիչին հատկացվում է մինչև 32 դիսկրետ վիճակ՝ յուրաքանչյուր բուդ ժամանակաշրջանի համար, այնպես որ կարող է փոխանցվել 5 բիթ յուրաքանչյուր բուդում: Ստացվում է, որ այս ամբողջ հավաքածուն թույլ է տալիս փոխանցել 240 բիթ մեկ baud-ում։ 9600 բ/վ արագությամբ աշխատելիս մոդուլյացիայի արագությունը պահանջում է ընդամենը 40 բադ: Նման ցածր ցուցանիշը բավականին հանդուրժող է հեռախոսային ցանցին բնորոշ ամպլիտուդի և փուլային թռիչքների նկատմամբ:
PCM
Այս տեսակը սովորաբար համարվում է անալոգային ազդանշանների հեռարձակման համակարգ, օրինակ՝ ձայնը թվային տեսքով: Մոդուլյացիայի այս տեխնիկան չի օգտագործվում մոդեմներում: Ահա անալոգային ազդանշանի դարպասըանալոգային ազդանշանի բաղադրիչի երկու անգամ ավելի բարձր հաճախականությամբ: Հեռախոսային ցանցերում նման համակարգերի օգտագործման ժամանակ ստրոբը տեղի է ունենում վայրկյանում 8000 անգամ: Յուրաքանչյուր նմուշ իրենից ներկայացնում է յոթ բիթանոց կոդով կոդավորված լարման մակարդակ: Խոսակցական լեզուն լավագույնս ներկայացնելու համար օգտագործվում է լոգարիթմական կոդավորում: Յոթ բիթ և ութերորդը, որը ցույց է տալիս ազդանշանի առկայությունը, կազմում են օկտետ։
Մոդուլյացիան և հայտնաբերումը պահանջվում են հաղորդագրության ազդանշանը վերականգնելու համար, այսինքն՝ հակառակ գործընթացը։ Այս դեպքում ազդանշանը փոխակերպվում է ոչ գծային եղանակով: Ոչ գծային տարրերը հարստացնում են ելքային ազդանշանի սպեկտրը նոր սպեկտրի բաղադրիչներով, իսկ զտիչներն օգտագործվում են ցածր հաճախականության բաղադրիչները մեկուսացնելու համար։ Մոդուլյացիան և հայտնաբերումը կարող են իրականացվել՝ օգտագործելով վակուումային դիոդներ, տրանզիստորներ, կիսահաղորդչային դիոդներ՝ որպես ոչ գծային տարրեր: Ավանդաբար օգտագործվում են կետային կիսահաղորդչային դիոդներ, քանի որ հարթ մուտքային հզորությունը նկատելիորեն ավելի մեծ է:
Ժամանակակից դիտումներ
Թվային մոդուլյացիան ապահովում է շատ ավելի շատ տեղեկատվական հզորություն և ապահովում է համատեղելիություն թվային տվյալների մի շարք ծառայությունների հետ: Բացի այդ, այն մեծացնում է տեղեկատվության անվտանգությունը, բարելավում է կապի համակարգերի որակը և արագացնում դրանց հասանելիությունը։
Կան մի շարք սահմանափակումներ, որոնց բախվում են ցանկացած համակարգերի դիզայներները՝ թույլատրելի հզորությունը և թողունակությունը, կապի համակարգերի տվյալ աղմուկի մակարդակը: Օգտատերերի թիվը օրեցօր ավելանում էկապի համակարգերը, և դրանց նկատմամբ պահանջարկը նույնպես աճում է, ինչը պահանջում է ռադիոռեսուրսի ավելացում։ Թվային մոդուլյացիան զգալիորեն տարբերվում է անալոգայինից նրանով, որ դրա կրիչը մեծ քանակությամբ տեղեկատվություն է փոխանցում:
Օգտագործման դժվարություն
Թվային ռադիոկապի համակարգերի մշակողները կանգնած են այսպիսի հիմնական խնդրի առաջ՝ փոխզիջում գտնել տվյալների փոխանցման թողունակության և տեխնիկական առումով համակարգի բարդության միջև: Դրա համար նպատակահարմար է օգտագործել մոդուլյացիայի տարբեր մեթոդներ՝ ցանկալի արդյունք ստանալու համար։ Ռադիոկապը կարող է կազմակերպվել նաև հաղորդիչի և ստացողի ամենապարզ սխեմաների միջոցով, սակայն նման հաղորդակցության համար կօգտագործվի օգտագործողների թվին համաչափ հաճախականության սպեկտր: Ավելի բարդ ընդունիչները և հաղորդիչները պահանջում են ավելի քիչ թողունակություն՝ նույն քանակությամբ տեղեկատվության հեռարձակման համար: Սպեկտրալ արդյունավետ փոխանցման մեթոդներին անցնելու համար անհրաժեշտ է համապատասխանաբար բարդացնել սարքավորումները: Այս խնդիրը կախված չէ հաղորդակցության տեսակից:
Այլընտրանքային տարբերակներ
Զարկերակային լայնության մոդուլյացիան բնութագրվում է նրանով, որ դրա կրող ազդանշանը իմպուլսների հաջորդականություն է, մինչդեռ զարկերակային հաճախականությունը հաստատուն է: Փոփոխությունները վերաբերում են միայն յուրաքանչյուր իմպուլսի տեւողությանը՝ ըստ մոդուլացնող ազդանշանի։
Զարկերակային լայնության մոդուլյացիան տարբերվում է հաճախականության փուլային մոդուլյացիայից: Վերջինս ներառում է ազդանշանի մոդուլյացիան սինուսոիդի տեսքով։ Այն բնութագրվում է մշտական ամպլիտուդով և փոփոխական հաճախականությամբ կամ փուլով: Զարկերակային ազդանշանները կարող են նաև մոդուլավորվել հաճախականությամբ: Կարող է լինել տևողությունիմպուլսները ֆիքսված են, և դրանց հաճախականությունը որոշ միջին արժեքի մեջ է, բայց դրանց ակնթարթային արժեքը կփոխվի՝ կախված մոդուլացնող ազդանշաններից:
Եզրակացություններ
Պարզ մոդուլյացիաները կարող են օգտագործվել, միայն մեկ պարամետրով փոխվում է ըստ մոդուլավորման տեղեկատվության: Համակցված մոդուլյացիայի սխեման, որն օգտագործվում է ժամանակակից կապի սարքավորումներում, այն է, երբ միաժամանակ փոխվում են կրիչի և՛ ամպլիտուդը, և՛ փուլը: Ժամանակակից համակարգերում կարող են օգտագործվել մի քանի ենթափոխադրիչներ, որոնցից յուրաքանչյուրը օգտագործում է որոշակի տեսակի մոդուլյացիա։ Այս դեպքում մենք խոսում ենք ազդանշանի մոդուլյացիայի սխեմաների մասին: Այս տերմինը օգտագործվում է նաև բարդ բազմամակարդակ դիտումների համար, երբ համապարփակ տեղեկատվության համար պահանջվում է բնութագրերի լրացուցիչ նկարագրություն:
Ժամանակակից կապի համակարգերը օգտագործում են մոդուլյացիայի ամենաարդյունավետ տեսակները՝ թողունակությունը նվազագույնի հասցնելու համար՝ այլ տեսակի ազդանշանների համար հաճախականության տարածք ազատելու համար: Սրանից միայն օգուտ է քաղում կապի որակը, սակայն սարքավորումների բարդությունն այս դեպքում շատ բարձր է։ Ի վերջո, մոդուլյացիայի հաճախականությունը տալիս է արդյունք, որը տեսանելի է վերջնական օգտագործողին միայն տեխնիկական միջոցների օգտագործման դյուրինության տեսանկյունից:
