Ανάγκη για Διαμόρφωση

Γενική Διαμόρφωση είναι η διαδικασία μετατροπής δεδομένων σε ραδιοκύματα με την προσθήκη πληροφοριών σε ένα ηλεκτρονικό ή οπτικό σήμα φορέα. Ένα σήμα φορέα είναι ένα σήμα που έχει σταθερή κυματομορφή- σταθερό ύψος ή πλάτος και συχνότητα.

Λειτουργία διαμόρφωσης

Οι διαμορφώσεις εφαρμόζονται συχνά στα ηλεκτρομαγνητικά σήματα:ραδιοκύματα, λέιζερ / οπτικά και δίκτυα υπολογιστών. Μπορεί ακόμη και να εφαρμοστεί σε ένα συνεχές ρεύμα που μπορεί να αντιμετωπιστεί ως εκφυλισμένο φέρον κύμα με σταθερό πλάτος και συχνότητα 0 Hz – ειδικά με την ενεργοποίηση και απενεργοποίηση του, όπως η τηλεγραφία με κώδικα Μορς ή η διεπαφή βρόχου ψηφιακού ρεύματος.

Μια ειδική περίπτωση χωρίς φορέα και στη συνέχεια ένα μήνυμα απόκρισης που δείχνει ότι η συνδεδεμένη συσκευή δεν είναι πλέον συνδεδεμένη στο απομακρυσμένο σύστημα και ονομάζεται διαμόρφωση ζώνης βάσης.

Η διαμόρφωση μπορεί επίσης να εφαρμοστεί σε εναλλασσόμενο ρεύμα χαμηλής συχνότητας όπως 50-60 Hz όπως στη δικτύωση γραμμών ηλεκτρικής ενέργειας.

Τύποι διαμόρφωσης

Διαμόρφωση συχνότητας

Η Διαμόρφωση Συχνότητας είναι μια διαμόρφωση στην οποία η συχνότητα του κύματος μεταφοράς προσαρμόζεται σύμφωνα με το στιγμιαίο πλάτος του διαμορφωτικού σήματος, διατηρώντας τη φάση και το πλάτος αμετάβλητα. Οι τροποποιήσεις στη συχνότητα κύματος χρησιμοποιήθηκαν για τη μετάδοση δεδομένων ή πληροφοριών σε μικρές αποστάσεις.

Ο δείκτης Διαμόρφωσης Συχνότητας είναι πάντα πάνω από 1, απαιτεί μέγιστο εύρος ζώνης 200 kHz, λειτουργεί σε πολύ υψηλή συχνότητα 88 έως 108 Megahertz, έχει σύνθετη συχνότητα με άπειρο αριθμό πλευρικών ζωνών και λαμβάνει σήμα υψηλής ποιότητας με υψηλή ποιότητα ήχου. Η διαμόρφωση συχνότητας και φάσης είναι μια άλλη αρχή της διαμόρφωσης γωνίας, η οποία είναι η κατηγορία διαμόρφωσης συχνότητας που χρησιμοποιείται σε συστήματα μετάδοσης τηλεπικοινωνιών.

Διαμόρφωση πλάτους έναντι διαμόρφωσης συχνότητας

Η διαμόρφωση πλάτους (AM) είναι μια διαμόρφωση στην οποία το πλάτος ενός κύματος μεταφοράς προσαρμόζεται σύμφωνα με το στιγμιαίο πλάτος του σήματος διαμόρφωσης, στο οποίο η φάση και η συχνότητα είναι ίδιες. Η τροποποίηση ενός πλάτους κύματος γίνεται με σκοπό την αποστολή δεδομένων ή πληροφοριών σε μεγάλες αποστάσεις.

Ο δείκτης διαμόρφωσης πλάτους κυμαίνεται από 0 έως 1, απαιτεί ελάχιστο εύρος ζώνης 10 kHz, λειτουργεί σε μεσαίες συχνότητες και υψηλές συχνότητες από 535 έως 1705 Kilohertz, έχει ένα απλό κύκλωμα με δύο μόνο πλευρικές ζώνες και λαμβάνει σήματα χαμηλής ποιότητας με ανικανοποίητο ήχο .

Γενικά, τα FM και τα AM λειτουργούν με τον ίδιο τρόπο, ωστόσο ο τρόπος με τον οποίο διαμορφώνονται τα φέροντα κύματα τους είναι διαφορετικός. Με το AM, η ισχύς του σήματος ποικίλλει για να συνδυάσει ηχητικές πληροφορίες. Με τα FM, η τρέχουσα συχνότητα στην οποία το ρεύμα αλλάζει κατεύθυνση ανά δευτερόλεπτο του σήματος φορέα ποικίλλει προκειμένου να ενσωματωθούν πληροφορίες ήχου.

Διαμόρφωση συχνότητας στην ανάλυση κραδασμών

Η ανάλυση κραδασμών είναι η διαδικασία μέτρησης και ανάλυσης των επιπέδων και των προτύπων των σημάτων δόνησης ή της συχνότητας του εξοπλισμού προκειμένου να ανιχνευθούν μη φυσιολογικά συμβάντα δόνησης και να εκτιμηθεί η διάρκεια ζωής του μηχανήματος και των εξαρτημάτων του.

Η ανάλυση κραδασμών είναι ιδιαίτερα σημαντική για περιστρεφόμενες μηχανές, όπου υπάρχουν σφάλματα που μπορεί να προκαλέσουν μη φυσιολογικές διακυμάνσεις πλάτους και συχνότητας. Η αποδιαμορφωμένη διαδικασία μπορεί να ανιχνεύσει απευθείας αυτές τις συχνότητες διαμόρφωσης και χρησιμοποιείται για την ανάκτηση περιεχομένου πληροφοριών από ένα διαμορφωμένο κύμα φορέα.

Χρήσεις διαμόρφωσης στην επικοινωνία

Πολλοί φορείς διαφορετικών συχνοτήτων μπορούν συνήθως να μεταδοθούν μέσω ενός μέσου σήματος, με κάθε φορέα να διαμορφώνεται από ένα ανεξάρτητο σήμα. Για παράδειγμα, το Wi-Fi χρησιμοποιεί μεμονωμένα κανάλια για τη μεταφορά δεδομένων ταυτόχρονα προς ή από πολλούς πελάτες.

Το φέρον σήμα χρησιμοποιείται για τη μείωση του μήκους κύματος για αποτελεσματική μετάδοση και λήψη. Επειδή το βέλτιστο μέγεθος κεραίας είναι το μισό ή το ένα τέταρτο του μήκους κύματος, μια συχνότητα ήχου 3000 Hz απαιτεί μήκος κύματος 100 km και κεραία 25 χιλιομέτρων. Αντίθετα, χρησιμοποιώντας έναν φορέα FM 100 MHz, μήκους κύματος 3 μέτρων, η κεραία θα πρέπει να έχει μήκος μόνο 80 cm.

Δείκτης διαμόρφωσης διαμόρφωσης συχνότητας

Ο δείκτης διαμόρφωσης συχνότητας περιγράφει πώς η συχνότητα της συχνότητας σήματος και του σήματος μηνύματος επηρεάζει τη συχνότητα της διαμορφωμένης συχνότητας σήματος (FM).

Η διαμόρφωση συχνότητας ορίζεται συνήθως ως ο λόγος της υψηλότερης απόκλισης συχνότητας του φέροντος σήματος προς τη συχνότητα του σήματος του μηνύματος.

Αυτό δίνεται από:

Modulation index=fm

Όπου, Δf =Μέγιστη απόκλιση συχνότητας του σήματος φορέα

Πλεονέκτημα της διαμόρφωσης συχνότητας

Όλη η ισχύς που μεταφέρεται στη διαμόρφωση συχνότητας είναι χρήσιμη, ενώ στη διαμόρφωση πλάτους, η περισσότερη ισχύς βρίσκεται στον φορέα (που είναι άχρηστος).
Η διακοπή του κοντινού σταθμού δεν εμφανίζεται στη διαμόρφωση συχνότητας.
Υψηλός λόγος σήματος προς θόρυβο (S / N). Με απλά λόγια, έχει μικρότερο ήχο ή θόρυβο.

Εφαρμογή διαμόρφωσης συχνότητας

Υπάρχουν κάποιες εφαρμογές της Διαμόρφωσης Συχνότητας όπως:

Μετάδοση FM
Ραντάρ
Συστήματα εγγραφής μαγνητικής ταινίας
Τηλεμετρία
Αμφίδρομα συστήματα ραδιοφώνου
Σύνθεση μουσικής
Σεισμική έρευνα
Συστήματα μετάδοσης βίντεο

Χρήση διαμόρφωσης

Γενικά το φέρον κύμα που χρησιμοποιείται από τη μετάδοση της ζώνης ραδιοσυχνοτήτων (RF) δεν μεταφέρει πολλές πληροφορίες από μόνο του. Για να συμπεριλάβει ομιλία ή δεδομένα, πρέπει να τοποθετηθεί ένα άλλο κύμα στην κορυφή του φέροντος κύματος. Αυτή η διαδικασία είναι γνωστή ως υπέρθεση.

Έτσι αλλάζει το σχήμα του φέροντος κύματος. Η διαδικασία για να γίνει αυτό ονομάζεται διαμόρφωση. Για τη μετάδοση του ήχου, το ηχητικό σήμα πρέπει πρώτα να μετατραπεί σε ηλεκτρονικό σήμα, χρησιμοποιώντας έναν μορφοτροπέα. Μετά τη μετατροπή, χρησιμοποιείται για τη διαμόρφωση ενός σήματος φορέα.

Συμπέρασμα

Βασικά σε αυτό το άρθρο μάθαμε ότι το Modulation. Διαμόρφωση είναι η διαδικασία κωδικοποίησης πληροφοριών από μια πηγή που είναι κατάλληλη για μετάδοση. Αυτό επιτυγχάνεται αλλάζοντας τα χαρακτηριστικά των κυμάτων. Τοποθετώντας το μήνυμα πάνω από ένα σήμα υψηλής συχνότητας γνωστό ως φέρον κύμα (ή ημιτονοειδές σήμα), μπορούν να μεταδοθούν βίντεο, φωνή και άλλα δεδομένα.

Στη διαδικασία διαμόρφωσης, η παράμετρος του φέροντος κύματος (όπως το πλάτος, η συχνότητα ή η φάση) ποικίλλει ανάλογα με το σήμα διαμόρφωσης. Αυτή η παραλλαγή λειτουργεί ως κωδικός για τον κωδικό μεταφοράς δεδομένων.