ყოველდღიურ ცხოვრებაში ახალი ცნებების წინაშე ბევრი ცდილობს საკუთარ კითხვებზე პასუხების პოვნას. სწორედ ამისთვისაა საჭირო ნებისმიერი ფენომენის აღწერა. ერთ-ერთი მათგანია ისეთი რამ, როგორიცაა მოდულაცია. ამაზე შემდგომში იქნება საუბარი.
ზოგადი აღწერა
მოდულაცია არის მაღალი სიხშირის რხევის პარამეტრების ერთი ან მთელი ნაკრების შეცვლის პროცესი დაბალი სიხშირის საინფორმაციო შეტყობინების კანონის შესაბამისად. ამის შედეგია საკონტროლო სიგნალის სპექტრის გადაცემა მაღალი სიხშირის რეგიონში, ვინაიდან ეფექტური მაუწყებლობა კოსმოსში მოითხოვს, რომ ყველა გადამცემი მუშაობდეს სხვადასხვა სიხშირეზე ერთმანეთის შეფერხების გარეშე. ამ პროცესის წყალობით, ინფორმაციული რხევები თავსდება აპრიორი ცნობილ მატარებელზე. საკონტროლო სიგნალი შეიცავს გადაცემულ ინფორმაციას. მაღალი სიხშირის რხევა იღებს ინფორმაციის გადამტანის როლს, რის გამოც იძენს გადამზიდის სტატუსს. საკონტროლო სიგნალი შეიცავს გადაცემულ მონაცემებს. არსებობს სხვადასხვა სახის მოდულაცია, რომლებიც დამოკიდებულია იმაზე, თუ რომელი ტალღის ფორმაა გამოყენებული: მართკუთხა, სამკუთხა ან სხვა. დისკრეტული სიგნალით, ჩვეულებრივად არის საუბარი მანიპულირებაზე. Ისე,მოდულაცია არის პროცესი, რომელიც მოიცავს რხევებს, ამიტომ ეს შეიძლება იყოს სიხშირე, ამპლიტუდა, ფაზა და ა.შ.
ჯიშები
ახლა შეგვიძლია განვიხილოთ, რა სახის ეს ფენომენი არსებობს. არსებითად, მოდულაცია არის პროცესი, რომლითაც დაბალი სიხშირის ტალღა ხორციელდება მაღალი სიხშირის ტალღით. ყველაზე ხშირად გამოიყენება შემდეგი ტიპები: სიხშირე, ამპლიტუდა და ფაზა. სიხშირის მოდულაციის დროს ხდება სიხშირის ცვლილება, ამპლიტუდის მოდულაციისას - ამპლიტუდა და ფაზის მოდულაციისას - ფაზა. ასევე არსებობს შერეული სახეობები. პულსის მოდულაცია და მოდიფიკაცია ცალკე ტიპებია. ამ შემთხვევაში, მაღალი სიხშირის რხევის პარამეტრები დისკრეტულად იცვლება.
ამპლიტუდის მოდულაცია
ამ ტიპის ცვლილებების მქონე სისტემებში გადამზიდავი ტალღის ამპლიტუდა იცვლება მაღალი სიხშირით მოდულატორული ტალღის დახმარებით. გამომავალზე სიხშირეების გაანალიზებისას ვლინდება არა მხოლოდ შეყვანის სიხშირეები, არამედ მათი ჯამი და განსხვავება. ამ შემთხვევაში, თუ მოდულაცია არის რთული ტალღა, როგორიცაა მეტყველების სიგნალები, რომლებიც შედგება მრავალი სიხშირისგან, მაშინ სიხშირეების ჯამს და განსხვავებას დასჭირდება ორი ზოლი, ერთი მატარებლის ქვემოთ და ერთი ზემოთ. მათ გვერდითი ეწოდება: ზედა და ქვედა. პირველი არის ორიგინალური აუდიო სიგნალის ასლი, გადაადგილებული გარკვეული სიხშირით. ქვედა დიაპაზონი არის ორიგინალური სიგნალის ასლი, რომელიც შებრუნებულია, ანუ ორიგინალური მაღალი სიხშირეები ქვედა მხარეს ქვედა სიხშირეებია.
ქვედა გვერდითი ზოლი არის ზედა გვერდითი ზოლის სარკისებური გამოსახულება გადამზიდავი სიხშირის მიმართ. სისტემა, რომელიც იყენებს ამპლიტუდის მოდულაციას,გადამზიდავი და ორივე მხარეს გადამცემს ორმხრივი ეწოდება. გადამზიდავი არ შეიცავს სასარგებლო ინფორმაციას, ამიტომ მისი ამოღება შესაძლებელია, მაგრამ ნებისმიერ შემთხვევაში, სიგნალის გამტარობა ორჯერ იქნება ორიგინალზე. ზოლის შევიწროება მიიღწევა არა მხოლოდ გადამზიდის, არამედ ერთ-ერთი გვერდითი ჩანაცვლებით, რადგან ისინი შეიცავს ერთ ინფორმაციას. ეს ტიპი ცნობილია როგორც SSB მოდულაცია ჩახშობილი ოპერატორით.
დემოდულაცია
ეს პროცესი მოითხოვს მოდულირებული სიგნალის შერევას იმავე სიხშირის მატარებელთან, როგორც მოდულატორის მიერ გამოშვებული. ამის შემდეგ, ორიგინალური სიგნალი მიიღება ცალკეული სიხშირის ან სიხშირის დიაპაზონის სახით, შემდეგ კი იფილტრება სხვა სიგნალებისგან. ზოგჯერ დემოდულაციისთვის გადამზიდველის გენერირება ხდება ადგილზე და ის ყოველთვის არ ემთხვევა გადამზიდავი სიხშირეს თავად მოდულატორზე. სიხშირეებს შორის მცირე სხვაობის გამო ჩნდება შეუსაბამობები, რაც დამახასიათებელია სატელეფონო სქემებისთვის.
პულსის მოდულაცია
ეს იყენებს ციფრულ საბაზისო სიგნალს, რაც იმას ნიშნავს, რომ ის იძლევა ერთზე მეტი ბიტის დაშიფვრის საშუალებას თითო ბაუდზე ორობითი მონაცემთა სიგნალის მრავალ დონის სიგნალად კოდირებით. ორობითი სიგნალების ბიტები ზოგჯერ იყოფა წყვილებად. ბიტების წყვილისთვის შეიძლება გამოყენებულ იქნას ოთხი კომბინაცია, თითოეული წყვილი წარმოდგენილია ოთხი ამპლიტუდის დონის მიხედვით. ასეთი დაშიფრული სიგნალი ხასიათდება იმით, რომ მოდულაციის ბაუდ სიხშირე არის ორიგინალური მონაცემთა სიგნალის ნახევარი, ამიტომ მისი გამოყენება შესაძლებელიაამპლიტუდის მოდულაცია ჩვეულებრივი გზით. მან იპოვა თავისი განაცხადი რადიო კომუნიკაციებში.
სიხშირის მოდულაცია
ამ მოდულაციის მქონე სისტემები ვარაუდობენ, რომ გადამზიდველის სიხშირე შეიცვლება მოდულატორული სიგნალის ფორმის მიხედვით. ეს ტიპი აღემატება ამპლიტუდის ტიპს სატელეფონო ქსელში არსებული გარკვეული გავლენისადმი წინააღმდეგობის თვალსაზრისით, ამიტომ ის უნდა იქნას გამოყენებული დაბალი სიჩქარით, სადაც არ არის საჭირო დიდი სიხშირის დიაპაზონის მოზიდვა.
ფაზა-ამპლიტუდის მოდულაცია
თითო ბაუდზე ბიტების რაოდენობის გასაზრდელად, შეგიძლიათ დააკავშიროთ ფაზა და ამპლიტუდის მოდულაცია.
ამპლიტუდა-ფაზური მოდულაციის ერთ-ერთ თანამედროვე მეთოდს შეიძლება ვუწოდოთ ის, რომელიც დაფუძნებულია რამდენიმე მატარებლის გადაცემაზე. მაგალითად, ზოგიერთ აპლიკაციაში გამოიყენება 48 მატარებელი, რომლებიც გამოყოფილია 45 ჰც სიჩქარით. AM და PM კომბინაციით, თითოეულ ოპერატორს ენიჭება 32-მდე დისკრეტული მდგომარეობა თითო ბაუდის ცალკეულ პერიოდზე, ასე რომ 5 ბიტი თითო ბაუდზე შეიძლება იყოს გადატანილი. გამოდის, რომ მთელი ეს ნაკრები საშუალებას გაძლევთ გადაიტანოთ 240 ბიტი თითო ბაუდზე. 9600 bps სიჩქარით მუშაობისას, მოდულაციის სიჩქარე მოითხოვს მხოლოდ 40 ბაუდს. ასეთი დაბალი მაჩვენებელი საკმაოდ ტოლერანტულია სატელეფონო ქსელში თანდაყოლილი ამპლიტუდისა და ფაზის ნახტომების მიმართ.
PCM
ეს ტიპი ჩვეულებრივ განიხილება, როგორც ანალოგური სიგნალების მაუწყებლობის სისტემა, როგორიცაა ხმა ციფრული ფორმით. მოდულაციის ეს ტექნიკა არ გამოიყენება მოდემებში. აქ არის ანალოგური სიგნალის კარიბჭეანალოგური სიგნალის კომპონენტის ორჯერ უმაღლეს სიხშირეზე. სატელეფონო ქსელებში ასეთი სისტემების გამოყენებისას, სტროფი წამში 8000-ჯერ ხდება. თითოეული ნიმუში არის ძაბვის დონე, რომელიც კოდირებულია შვიდი ბიტიანი კოდით. სალაპარაკო ენის საუკეთესო წარმოდგენისთვის გამოიყენება ლოგარითმული კოდირება. შვიდი ბიტი, მერვესთან ერთად, რომელიც მიუთითებს სიგნალის არსებობაზე, ქმნის ოქტეტს.
მოდულაცია და გამოვლენა საჭიროა შეტყობინების სიგნალის აღსადგენად, ანუ საპირისპირო პროცესი. ამ შემთხვევაში, სიგნალი გარდაიქმნება არაწრფივი გზით. არაწრფივი ელემენტები ამდიდრებს გამომავალი სიგნალის სპექტრს ახალი სპექტრის კომპონენტებით და ფილტრები გამოიყენება დაბალი სიხშირის კომპონენტების იზოლირებისთვის. მოდულაცია და გამოვლენა შეიძლება განხორციელდეს ვაკუუმ დიოდების, ტრანზისტორების, ნახევარგამტარული დიოდების, როგორც არაწრფივი ელემენტების გამოყენებით. ტრადიციულად, წერტილოვანი ნახევარგამტარული დიოდები გამოიყენება, რადგან პლანშეტური შეყვანის ტევადობა შესამჩნევად დიდია.
თანამედროვე ხედები
ციფრული მოდულაცია უზრუნველყოფს ბევრად მეტ ინფორმაციას და უზრუნველყოფს თავსებადობას ციფრული მონაცემთა მრავალფეროვან სერვისებთან. გარდა ამისა, ის ზრდის ინფორმაციის უსაფრთხოებას, აუმჯობესებს საკომუნიკაციო სისტემების ხარისხს და აჩქარებს მათზე წვდომას.
არის მთელი რიგი შეზღუდვები, რომლებსაც აწყდებიან ნებისმიერი სისტემის დიზაინერები: დასაშვები სიმძლავრე და გამტარუნარიანობა, საკომუნიკაციო სისტემების ხმაურის მოცემული დონე. მომხმარებელთა რაოდენობა ყოველდღიურად იზრდებასაკომუნიკაციო სისტემები და მათზე მოთხოვნაც იზრდება, რაც რადიო რესურსის გაზრდას მოითხოვს. ციფრული მოდულაცია მკვეთრად განსხვავდება ანალოგისგან იმით, რომ მასში არსებული გადამზიდავი გადასცემს დიდი რაოდენობით ინფორმაციას.
გამოყენების სირთულე
ციფრული რადიოკავშირის სისტემების დეველოპერები დგანან ასეთი მთავარი ამოცანის წინაშე - იპოვონ კომპრომისი მონაცემთა გადაცემის სიჩქარესა და ტექნიკური თვალსაზრისით სისტემის სირთულეს შორის. ამისთვის სასურველი შედეგის მისაღებად მიზანშეწონილია მოდულაციის სხვადასხვა მეთოდის გამოყენება. რადიოკავშირის ორგანიზება ასევე შესაძლებელია გადამცემისა და მიმღების უმარტივესი სქემების გამოყენებით, მაგრამ ასეთი კომუნიკაციისთვის გამოყენებული იქნება მომხმარებლების რაოდენობის პროპორციული სიხშირის სპექტრი. უფრო რთული მიმღებები და გადამცემები საჭიროებენ ნაკლებ სიჩქარეს იმავე რაოდენობის ინფორმაციის გადასაცემად. გადაცემის სპექტრულად ეფექტურ მეთოდებზე გადასასვლელად აუცილებელია აღჭურვილობის შესაბამისად გართულება. ეს პრობლემა არ არის დამოკიდებული კომუნიკაციის ტიპზე.
ალტერნატიული ვარიანტები
პულსის სიგანის მოდულაცია ხასიათდება იმით, რომ მისი გადამზიდავი სიგნალი არის იმპულსების თანმიმდევრობა, ხოლო პულსის სიხშირე მუდმივია. ცვლილებები ეხება მხოლოდ თითოეული პულსის ხანგრძლივობას მოდულატორული სიგნალის მიხედვით.
პულსის სიგანის მოდულაცია განსხვავდება სიხშირე-ფაზის მოდულაციისგან. ეს უკანასკნელი გულისხმობს სიგნალის მოდულაციას სინუსოიდის სახით. ახასიათებს მუდმივი ამპლიტუდა და ცვლადი სიხშირე ან ფაზა. პულსის სიგნალები ასევე შეიძლება მოდულირებული იყოს სიხშირით. შეიძლება იყოს ხანგრძლივობაპულსი ფიქსირდება და მათი სიხშირე არის რაღაც საშუალო მნიშვნელობა, მაგრამ მათი მყისიერი მნიშვნელობა შეიცვლება მოდულატორული სიგნალების მიხედვით.
დასკვნა
მარტივი მოდულაციების გამოყენება შესაძლებელია, მხოლოდ ერთი პარამეტრი იცვლება მოდულაციის ინფორმაციის მიხედვით. კომბინირებული მოდულაციის სქემა, რომელიც გამოიყენება თანამედროვე საკომუნიკაციო მოწყობილობებში, არის მაშინ, როდესაც გადამზიდის ამპლიტუდა და ფაზა ერთდროულად იცვლება. თანამედროვე სისტემებში შესაძლებელია რამდენიმე ქვემატარებლის გამოყენება, რომელთაგან თითოეული იყენებს მოდულაციის გარკვეულ ტიპს. ამ შემთხვევაში, ჩვენ ვსაუბრობთ სიგნალის მოდულაციის სქემებზე. ეს ტერმინი ასევე გამოიყენება კომპლექსური მრავალდონიანი ხედებისთვის, როდესაც ყოვლისმომცველი ინფორმაციისთვის საჭიროა მახასიათებლების დამატებითი აღწერა.
თანამედროვე საკომუნიკაციო სისტემები იყენებენ ყველაზე ეფექტურ მოდულაციის ტიპებს გამტარუნარიანობის შესამცირებლად, რათა გაათავისუფლონ სიხშირის სივრცე სხვა ტიპის სიგნალებისთვის. კომუნიკაციის ხარისხი მხოლოდ ამით სარგებლობს, მაგრამ აღჭურვილობის სირთულე ამ შემთხვევაში ძალიან მაღალია. საბოლოო ჯამში, მოდულაციის სიხშირე იძლევა შედეგს, რომელიც ჩანს საბოლოო მომხმარებლისთვის მხოლოდ ტექნიკური საშუალებების მარტივად გამოყენების თვალსაზრისით.
