Fasearen modulazioa: Teoria, Denbora-domeinua, Maiztasun Domeinua

Irrati maiztasunaren modulazioa
Faseen modulazioa maiztasuneko modulazioaren antzekoa da eta komunikazio sistema digitaletan teknika garrantzitsua da.

Denok entzun dugu AM irratia eta FM irratia. Baina faseen modulazioa beste kategoria batean dagoela dirudi: "PM irratia" ez da inolaz ere termino arrunta. Dirudienez, faseen modulazioa garrantzitsuagoa da RF digitalaren testuinguruan. 

Hala ere, esan dezakegu PM irratia FM irratia bezain ohikoa dela, fasearen modulazioaren eta maiztasunaren modulazioaren artean ez dagoelako alde handirik. FM eta PM angelu modulazioarekin lotura estua duten bi aldaratzat jotzen dira, non "angeluak" sinuso edo kosinus funtzio batera igarotako kantitatea aldatzea aipatzen duen.

Matematika
Aurreko orrialdean ikusi genuen maiztasun modulazioa oinarrizko bandaren seinalearen osagaia sinuso edo kosinus funtzio baten argumentuari gehitzen zaiola (sino edo kosinus funtzioak eramaile gisa adierazten du):

Gogoratuko duzu, hala ere, maiztasun modulazioa sartu genuela fase fasearen modulazioari buruz eztabaidatuz: banda-bandako seinalea bera gehitzeak, banda-bandako seinalearen integrala baino, fasea banda-bandaren balioaren arabera aldatzea eragiten du. Horrela, faseen modulazioa maiztasun modulazioa baino pixka bat sinpleagoa da.


Maiztasun modulazioarekin gertatzen den bezala, modulazio indizea erabil dezakegu fasearen aldakuntzak banda-bandako balioaren aldaketekiko sentikorragoak izateko:

Faseen modulazioaren eta maiztasun modulazioaren arteko antzekotasuna argi geratzen da maiztasun bakarreko banda-seinale bat kontuan hartzen badugu. Demagun xBB (t) = sin (ωBBt) dela. 

Sinuaren integrala kosinus negatiboa da (gehi konstante bat, hemen alde batera utzi dezakeguna) - beste modu batera esanda, integrala jatorrizko seinalearen denborazko bertsioa da. 

Horrela, fasearen modulazio eta maiztasuneko modulazioa oinarrizko bandako seinale honekin egiten badugu, modulatutako uhin-formen desberdintasun bakarra banda-bandaren balioaren eta eramaileen aldaketen artean lerrokatzea izango da; bariazioak berak dira. Hurrengo atalean argiago ikusiko dugu, non denbora-domeinuko lursail batzuk aztertuko ditugun.


Garrantzitsua da kontuan izatea berehalako faseaz ari garela, maiztasun modulazioa berehalako maiztasunaren kontzeptuan oinarritzen den bezala. "Fase" terminoa nahiko hutsala da. Esanahi ezagun batek sinusoide baten hasierako egoera aipatzen du; Adibidez, uhin sinusoiko "normal" bat zero balioa hasten da eta handitzen da, gehienez, bere balio maximora. Bere zikloko beste puntu batean hasten den seno olatuak fase desfasea du. Uhin-forma osoko ziklo baten zati zehatz gisa ere pentsa dezakegu fasea; adibidez, π / 2 fasean, sinusoide batek bere zikloaren laurdena osatu du.

"Fase" horren interpretazioek ez digute asko laguntzen, etengabe aldatu egiten den fase baten aurrean banda-uhin forma bati erantzunez. Beharrean, berehalako fasearen kontzeptua erabiltzen dugu, hau da, fasea une jakin batean, funtzio trigonometrikoari emandako (une jakin batean) balioari dagokiona. Berehalako faseko aldakuntza etengabe horietan pentsa dezakegu eramaileen balioa aurreko uhin-egoeraren azpitik edo hurbilago eramatea.

Kontuan izan beharreko beste gauza bat: Trig funtzioak, sineak eta kosinusa barne, angeluetan funtzionatzen du. Trig funtzio baten argumentua aldatzea angelua aldatzearen baliokidea da eta horrek azaltzen du zergatik bai FM bai PM angelu modulazio gisa deskribatzen diren.

Denbora Domeinua
FMko eztabaidarako erabili genituen uhin-forma berberak erabiliko ditugu, hau da, 10 MHz-eko garraiatzailea eta 1 MHz-eko banda sinusoidaleko banda seinalea:

Hemen dago aurreko orrialdean ikusi dugun FM uhin forma (m = 4rekin):

PM uhin forma kalkulatu dezakegu honako ekuazio hau erabiliz, non uhin eramaileari argumentuari gehitutako seinaleak sinuso positiboa erabiltzen duen (hau da, jatorrizko seinalea) kosinus negatiboaren ordez (hau da, jatorrizko seinalearen osagaia)

Hemen duzu PM trama:

Hau eztabaidatu aurretik, begiratu ere FM uhin forma eta PM uhin forma erakusten dituen trama:

Burura etorri zaidan lehenengo gauza da ikusmenaren ikuspuntutik, FM PM baino intuitiboagoa dela, ikusmenaren konexio argia dago uhin-forma modulatuaren maiztasun altuen eta baxuen atalen eta oinarrizko banda baxuaren balioen artean. 

PMarekin, banda-bandako uhin-formaren eta garraiolariaren portaeraren arteko harremana ez da berehala antzematen. Hala ere, ikuskapen pixka bat egin ondoren, PM eramaileen maiztasuna banda bandako uhin formaren maldaren araberakoa dela ikus dezakegu; maiztasun altuen sekzioak xBB malda positibo gogorrenean gertatzen dira eta maiztasun baxueneko sekzioak malda negatibo gogorrenean gertatzen dira.

Honek badu zentzua: Gogoratu maiztasuna (denboraren funtzio gisa) fasearen deribatua dela (denboraren funtzio gisa). Fase-modulazioarekin, banda-bandako seinalearen maldak gobernatzen du fasea nola aldatzen den, eta fasea aldatzen den tasa maiztasunaren baliokidea da. 

Beraz, PM uhin-forma batean, banda-banda malda altua maiztasun altuari dagokio, eta banda baxuko malda maiztasun baxuari. Maiztasun modulazioarekin, xBB-ren osagaia erabiltzen dugu, eta horrek eragin du maiztasun handiko (edo baxua) garraiatzaileen atalak base bandako baloreetara desplazatzeko, banda-bandako uhin-formako malda altu edo baxuko alderdiei jarraituz.

Maiztasun domeinua
Aurreko denbora-domeinuko lursailek aurretik esandakoa erakusten dute: maiztasun modulazioa eta faseen modulazioa nahiko antzekoak dira. Ez da harritzekoa orduan PM maiztasun-domeinuan duen eragina FM-ren antzekoa izatea. Hona hemen garraiatzailearen eta base bandaren seinaleekin fasea modulatzeko espektroak:

 

Laburpena
* Fase-modulazioa garraiatzailea ordezkatzen duen sinuso edo kosinus funtzio baten argumentuan gehitzen da base bandaren seinalea.

* Modulazio indizeak fase aldakuntzak banda-seinalearen portaerarekiko sentikorragoak dira.

* Fase-modulazioaren maiztasun-domeinu efektuak maiztasun modulazioen antzekoak dira.

* Fase analogikoko modulazioa ez da ohikoa; hala ere, fase digitalaren modulazioa oso erabilia da.

Utzi mezu bat 

Mezu zerrenda