Olika moduleringstyper och tekniker

- Översikt av de olika typer av modulation och de tekniker som är stämda att modulera radiofrekvens eller RF-bärsignaler.

Idag stora mängder information kommuniceras med hjälp av radiokommunikationssystem. Båda analoga radiokommunikationssystem och digitala eller dataradiokommunikations länkar används.

Men en av de grundläggande aspekterna av alla överföringssystem radiokommunikation är modulering, eller det sätt på vilket informationen lagras på radiobäraren.

För att en stadig radiosignal eller "radiobärare" kan bära information måste den ändras eller justeras på ett sätt så att informationen kan överföras från en plats till en annan.

Det finns väldigt många sätt på vilka en radiobärare kan moduleras för att bära en signal, vart och ett har sina egna fördelar och nackdelar. Valet av moduleringen har en stor inverkan på radiokommunikation systemet. Vissa former är bättre lämpade för en typ av trafik medan andra former av modulering kommer att vara mer tillämpliga i andra fall. Att välja rätt form av modulering är ett nyckelbeslut i radio- kommunikationssystem design.

Grundläggande typer av modulation

Det finns tre huvudsakliga sätt på vilket en radiokommunikation eller RF-signal kan moduleras:

Amplitudmodulering, AM: Som namnet antyder, denna form av modulering innebär att modulera amplituden eller intensiteten av signalen.

 

Amplitudmodulering var den första formen av modulering som ska användas för att sända ljud och även andra former av modulering används alltmer, är amplitudmodulering fortfarande används i begränsad omfattning. 

Frekvensmodulering, FM: Denna form av modulering varierar frekvensen i linje med den modulerande signalen.

 

Frekvensmodulering har fördelen att, eftersom amplitudvariationer inte bär någon information på signalen, kan det vara begränsat i mottagaren för att ta bort signalstyrkevariationer och brus. Som ett resultat är form av modulering har använts i många tillämpningar, inklusive högkvalitativa analoga ljudradion.

Fasmodulering, PM: Som namnet antyder, varierar fasmodulering fasen hos bäraren i linje med den modulerande signalen.

 

Fasmodulering och frekvensmodulering har många likheter och är kopplade - en är differentialen av den andra. Men fasmodulering lämpar sig för dataöverföringar och som ett resultat dess användning har ökat snabbt under de senaste åren.

Varje typ av modulering har sina egna fördelar och nackdelar, och därmed de alla används i olika radio-kommunikation.

Förutom de tre viktigaste grundläggande former av modulering eller moduleringstekniker, det finns många varianter av varje typ. Återigen dessa moduleringstekniker används i en mängd olika tillämpningar, några för analoga program och andra för digitala applikationer.


Angle Modulation

Vinkelmodulering är ett namn som former modulering som bygger på att ändra vinkel eller fasen av en sinusformad bärare. Använda vinkelmodulering finns det ingen förändring i amplituden av bäraren.

De två formerna av modulering som faller in i den vinkelmodule kategori är frekvensmodulering och fasmodulering.

Båda typerna av vinkelmodulering, dvs frekvensmodulering och fasmodulering är kopplade, eftersom frekvensen är derivatan av fasen, det vill säga frekvensförändringstakten av fasen.

Ett annat sätt att se på länken mellan de två typer av modulering är att en frekvensmodulerad signal kan genereras genom att först integrera den modulerande vågformen och därefter använda resultatet som insignal till en fasmodulator. Omvänt kan en fasmodulerad signal alstras genom att första differentieringsmoduleringssignalen och därefter använda resultatet som den matas in till en frekvens-modulator.

moduleringskombinationer

Det är möjligt att använda former av modulering som kombinerar både amplitud- och vinkelmoduleringskomponenter. På detta sätt förbättringar i prestanda kan vinnas.

Kvadratur amplitudmodulering, QAM: Användning av denna form av informationsamplitud och fasinformation är stämd för att bära signalen. Data moduleras på signalens fas- och kvadraturelement: I & Q och konstellationen bildar ett antal punkter i de två planen.

Amplitude & Phase Sift Keying, APSK: Med hjälp av APSK kan konstellationen ordnas för att optimera topp till genomsnittligt effektförhållande och färre amplitudnivåer hytt sättas jämfört med QAM. Detta möjliggör RF-effektförstärkare för att fungera mer effektivt.

Signalens bandbredd

En viktig del av varje signal är bandbredden den upptar. Detta är viktigt eftersom det definierar kanalbandbredd som krävs, och således antalet kanaler som kan rymmas inom en given del av radiospektrumet. Med trycket på radiospektrum ökar, är radiosignalen bandbredd ett viktigt inslag i alla typer av utsläpp eller överföring radio.

Bandbredden styrs av två viktiga funktioner:

Den typ av modulering: vissa former av modulering använder sin bandbredd mer effektivt än andra. Följaktligen där spektrumanvändningen är av betydelse, kan detta ensamt diktera valet av modulering.

Bandbredden hos den modulerande signalen: En lag som kallas Shannons lag bestämmer den minsta bandbredd, genom vilken en signal kan sändas. I allmänhet gäller att ju större bandbredden hos den modulerande signalen, desto bredare bandbredd som krävs.

Moduler signaltyp

Bortsett från den form av modulering i sig vilken typ av signal som används för att modulera bäraren har också en inverkan på signalen. Analog och data är två mycket olika former av modulerande signal och måste behandlas annorlunda. Medan olika format av själva modulering kan användas, varvid den typ av signal som matas via modulatorn har också en inverkan på signalen.

Signaler för högkvalitativ stereosändningar kommer att behandlas på olika sätt på signaler som ger digital telemetri till exempel. Som ett resultat är det ofta viktigt att känna till den signaltyp som måste bäras av RF-bärvågen.

Lämna ett meddelande 

meddelande~~POS=TRUNC