Frekans kaydırma anahtarlaması en önemli dijital modülasyon tekniği ve FSK olarak da bilinir. Bir sinyal, özellik olarak genliğe, frekansa ve faza sahiptir. Her sinyal bu üç özelliğe sahiptir. Sinyal özelliğinden herhangi birini artırmak için modülasyon sürecine gidebiliriz. Çünkü çeşitli avantajları vardır modülasyon tekniği . Bunlarda avantajlardan bazıları - anten boyutu küçültülür, sinyallerin çoğullamasından kaçının, SNR'yi azaltın, uzun menzilli iletişim mümkün olabilir, vb. Bunlar, modülasyon işleminin önemli avantajlarıdır. Giriş ikili sinyalinin genliğini taşıyıcı sinyale göre modüle edersek, yani genlik kaydırma anahtarlaması olarak adlandırılır. Burada, bu yazıda, frekans kaydırmalı anahtarlama ve FSK modülasyonunun ne olduğunu, demodülasyon sürecini avantaj ve dezavantajları ile birlikte tartışacağız.
Frekans Kaydırma Anahtarlaması nedir?
Taşıyıcı sinyale göre bir giriş ikili sinyalinin frekans özelliklerinin değiştirilmesi veya iyileştirilmesi olarak tanımlanır. Genlik değişimi, ASK'daki en büyük dezavantajlardan biridir. Bu nedenle, sadece birkaç uygulamada kullanılan modülasyon tekniğini sorun. Ve spektrum güç verimliliği de düşük. Güç israfına yol açar. Bu dezavantajların üstesinden gelmek için Frekans Kaydırmalı Anahtarlama tercih edilir. FSK, İkili olarak da bilinir Frekans kaydırmalı anahtarlama (BFSK). Aşağıdaki frekans kayması anahtarlama teorisi, frekans kaydırmalı anahtarlama modülasyonu .
Frekans Kaydırma Anahtarlama Teorisi
Bu frekans kaydırmalı anahtarlama teorisi, bir ikili sinyalin frekans özelliklerinin taşıyıcı sinyale göre nasıl değiştiğini gösterir. FSK'da ikili bilgi, frekans değişiklikleri ile birlikte bir taşıyıcı sinyal yoluyla iletilebilir. Aşağıdaki şema, frekans kaydırmalı anahtarlama blok şeması .
FSK blok diyagramı
FSK'da, FSK ile modüle edilmiş dalga formları üretmek için iki taşıyıcı sinyal kullanılır. Bunun arkasındaki sebep, FSK ile modüle edilmiş sinyaller iki farklı frekansla temsil edilmektedir. Frekanslara 'işaret frekansı' ve 'uzay frekansı' denir. İşaret frekansı mantık 1'i temsil eder ve uzay frekansı mantık 0'ı temsil eder. Bu iki taşıyıcı sinyal arasında yalnızca bir fark vardır, yani taşıyıcı giriş 1, taşıyıcı giriş 2'den daha fazla frekansa sahiptir.
Taşıyıcı girişi 1 = Ac Cos (2ωc + θ) t
Taşıyıcı girişi 2 = Ac Cos (2ωc-θ) t
2: 1 çoklayıcının anahtar (lar) ı, FSK çıktısının üretilmesinde önemli bir role sahiptir. Burada anahtar, ikili giriş dizisinin tüm mantık 1'leri için taşıyıcı giriş 1'e bağlanır. Ve anahtar (lar), giriş ikili dizisinin tüm mantık 0’ları için taşıyıcı giriş 2'ye bağlanır. Dolayısıyla, ortaya çıkan FSK modülasyonlu dalga formları işaret frekanslarına ve uzay frekanslarına sahiptir.
FSK-modülasyon-çıktı-dalga biçimleri
Şimdi FSK modülasyonlu dalganın alıcı tarafında nasıl demodüle edilebileceğini göreceğiz. Demodülasyon orijinal sinyali modüle edilmiş sinyalden yeniden oluşturmak olarak tanımlanır. Bu demodülasyon iki şekilde mümkün olabilir. Onlar
- Tutarlı FSK tespiti
- Tutarsız FSK tespiti
Tutarlı ve tutarlı olmayan algılama yolu arasındaki tek fark, taşıyıcı sinyalin fazıdır. Verici tarafında ve alıcı tarafında kullandığımız taşıyıcı sinyal aynı fazdaysa, demodülasyon işlemi, yani tutarlı bir algılama yolu olarak adlandırılır ve aynı zamanda senkron algılama olarak da bilinir. Verici ve alıcı tarafında kullandığımız taşıyıcı sinyaller aynı fazda değilse Tutarsız algılama olarak bilinen bu tür bir modülasyon işlemi. Bu algılamanın başka bir adı Eşzamansız algılamadır.
Tutarlı FSK Algılama
Bu senkronize FSK tespitinde, modüle edilmiş dalga alıcıya ulaşırken gürültüden etkilenmiştir. Bu nedenle, bu gürültü, bant geçiren filtre (BPF). Burada çarpan aşamasında, gürültülü FSK ile modüle edilmiş sinyal, yerelden gelen taşıyıcı sinyal ile çarpılır. osilatör cihaz. Ardından ortaya çıkan sinyal BPF'den geçer. Burada bu bant geçiren filtre, ikili giriş sinyali frekansına eşit olan frekansı kesmek için atanmıştır. Böylece karar cihazına aynı frekanslar verilebilir. Burada bu karar cihazı, FSK ile modüle edilmiş dalga formlarının alan ve işaret frekansları için 0 ve 1 verir.
tutarlı FSK algılama
Tutarsız FSK Algılama
Modüle edilmiş FSK sinyali, bant geçiş filtresi 1 ve 2'den, kesme frekansları boşluk ve işaret frekanslarına eşit olacak şekilde iletilir. Böylece istenmeyen sinyal bileşenleri BPF'den elimine edilebilir. Ve değiştirilmiş FSK sinyalleri iki zarf detektörüne giriş olarak uygulanır. Bu zarf detektörü, bir diyot (D). Zarf detektörünün girişine bağlı olarak, çıkış sinyalini iletir. Bu zarf detektörü, genlik demodülasyon işleminde kullanılır. Girişine bağlı olarak sinyali üretir ve ardından eşik cihazına iletilir. Bu eşik cihazı, farklı frekanslar için mantık 1 ve 0'ı verir. Bu, orijinal ikili giriş dizisine eşit olacaktır. Böylece FSK üretimi ve tespiti bu şekilde yapılabilir. Bu süreç, frekans kaydırmalı anahtarlama modülasyonu ve demodülasyonu deney de. Bu FSK deneyinde, FSK 555 zamanlayıcı IC ile üretilebilir ve tespit, 565IC tarafından yapılabilir. faz kilitli döngü (PLL) .
uyumlu olmayan FSK algılama
az var frekans kayması anahtarlama avantajları ve dezavantajları aşağıda listelenmiştir.
Avantajlar
- Devreyi oluşturmak için basit süreç
- Sıfır genlik varyasyonları
- Yüksek veri hızını destekler.
- Düşük hata olasılığı.
- Yüksek SNR (sinyal-gürültü oranı).
- ASK'dan daha fazla gürültü bağışıklığı
- FSK ile hatasız alım mümkün olabilir
- Yüksek frekanslı radyo yayınlarında kullanışlıdır
- Yüksek frekanslı iletişimlerde tercih edilir
- Düşük hızlı dijital uygulamalar
Dezavantajları
- ASK ve PSK'dan daha fazla bant genişliği gerektirir (faz kaydırmalı anahtarlama)
- Büyük bant genişliği gereksinimi nedeniyle, bu FSK'nın yalnızca bit hızının 1200 bit / sn olduğu düşük hızlı modemlerde kullanım sınırlamaları vardır.
- Bit hata oranı, AEGN kanalında faz kaydırmalı anahtarlamadan daha düşüktür.
Böylece Frekans kaydırmalı anahtarlama giriş ikili sinyalinin frekans özelliklerini artırmak için ince dijital modülasyon tekniğinden biridir. FSK modülasyon tekniği ile birkaç dijital uygulamada hatasız iletişim sağlayabiliriz. Ancak bu FSK, sonlu veri hızına sahiptir ve daha fazla bant genişliği tüketir, karesel genlik modülasyonu olarak bilinen QAM ile aşılabilir. Genlik modülasyonu ve faz modülasyonunun birleşimidir.
