Modhnú Digiteach: Aimplitiúid agus Minicíocht

Modhnú Minicíocht Raidió

Cé go bhfuil siad bunaithe ar na coincheapa céanna, tá cuma an-difriúil ar thonnta modhnú digiteach óna gcomhghleacaithe analógacha.

Cé nach bhfuil sé imithe i léig, tá modhnú analógach neamh-chomhoiriúnach le domhan digiteach. 

Ní dhírímid ár n-iarrachtaí a thuilleadh ar thonnta analógacha a bhogadh ó áit amháin go háit eile. Ina ionad sin, ba mhaith linn sonraí a bhogadh: líonrú gan sreang, comharthaí fuaime digiteacha, tomhais braiteoirí, agus mar sin de. Chun sonraí digiteacha a aistriú, úsáidimid modhnú digiteach.

Caithfimid a bheith cúramach, áfach, leis an téarmaíocht seo. Tagraíonn “analógach” agus “digiteach” sa chomhthéacs seo don chineál faisnéise atá á haistriú, ní do shaintréithe bunúsacha na dtonnta tarchurtha iarbhír. 

Úsáideann modhnú analógach agus digiteach comharthaí éagsúla go réidh; is í an difríocht ná go ndéantar comhartha modúlach analógach a dhíchódú i tonnform analógach bonnbhanda, ach go bhfuil comhartha modúlach digiteach comhdhéanta d'aonaid mhodhnú scoite, ar a dtugtar siombailí, a léirmhínítear mar shonraí digiteacha.

Tá leaganacha analógacha agus digiteacha de na trí chineál modhnóireachta ann. Tosaímid le haimplitiúid agus minicíocht.

Modhnú Aimplitiúid Digiteach
Tugtar eochair-aistriú aimplitiúid (CEIST) ar an gcineál seo modhnóireachta. Is é an cás is bunúsaí ná “eochrú ar uaire” (OOK), agus comhfhreagraíonn sé beagnach go díreach don ghaol matamaiticiúil a phléitear ar an leathanach atá tiomnaithe do [[modhnú aimplitiúid analógach]]: Má úsáidimid comhartha digiteach mar thonnform an bhanda bonn, iolraíonn sé cruthaíonn an banda bonn agus an t-iompróir tonnform modhnaithe atá gnáth do loighic ard agus “as” le haghaidh loighic íseal. Freagraíonn an aimplitiúid ard-loighic don innéacs modhnóireachta.

Fearann ​​Ama
Taispeánann an plota seo a leanas OOK a gineadh ag úsáid iompróir 10 MHz agus comhartha clog digiteach 1 MHz. Táimid ag feidhmiú sa réimse matamaiticiúil anseo, mar sin níl an aimplitiúid ard-loighic (agus aimplitiúid an iompróra) gan toise “1”; i bhfíorchiorcad d’fhéadfadh go mbeadh tonnform iompróra 1 V agat agus comhartha loighic 3.3 V.

B’fhéidir gur thug tú faoi deara neamhréireacht amháin idir an sampla seo agus an caidreamh matamaiticiúil a pléadh ar an leathanach [[Amplitude Modulation]]: níor aistríomar an comhartha baseband. Má tá tú ag déileáil le tonnform digiteach tipiciúil cúpláilte le DC, ní gá aistriú aníos toisc go bhfanann an comhartha sa chuid dhearfach den y-ais.

Fearann ​​Minicíochta
Seo an speictream comhfhreagrach:




Déan comparáid idir seo agus an speictream le haghaidh modhnú aimplitiúid le tonn sine 1 MHz:




Tá an chuid is mó den speictream mar an gcéanna - spíce ag minicíocht an iompróra (fC) agus spíce ag fC móide minicíocht an bhanda bonn agus fC lúide an mhinicíocht banda bonn. 

Mar sin féin, tá spící níos lú ag an speictream ASK a fhreagraíonn don 3ú agus don 5ú armón: Is é an minicíocht bhunúsach (fF) 1 MHz, rud a chiallaíonn gurb é an 3ú armónach (f3) 3 MHz agus an 5ú armónach (f5) 5 MHz . Mar sin tá spící againn ag fC móide / lúide fF, f3, agus f5. Agus i ndáiríre, dá ndéanfá an plota a leathnú, d’fheicfeá go leanann na spící de réir an phatrúin seo.

Déanann sé seo ciall foirfe. Is éard atá i gclaochlú Fourier ar thonn cearnach tonn sine ag an minicíocht bhunúsach i dteannta le tonnta sine aimplitiúid laghdaithe ag na corr-armónach, agus is é an t-ábhar armónach seo a fheicimid sa speictream a thaispeántar thuas.

Tugann an plé seo pointe praiticiúil tábhachtach dúinn: cruthaíonn aistrithe tobann a bhaineann le scéimeanna modhnóireachta digití ábhar minicíochta níos airde (neamh-inmhianaithe). Ní mór dúinn é seo a choinneáil i gcuimhne nuair a dhéanaimid machnamh ar bandaleithead iarbhír an chomhartha modhnaithe agus minicíochtaí a bheith ann a d’fhéadfadh cur isteach ar fheistí eile.

Modhnú Minicíocht Dhigiteach
Tugtar eochrú aistrithe minicíochta (FSK) ar an gcineál seo modhnóireachta. Chun ár gcuspóirí ní gá léiriú matamaiticiúil FSK a mheas; ina ionad sin, is féidir linn a shonrú go simplí go mbeidh minicíocht f1 againn nuair is loighic 0 agus minicíocht f2 na sonraí bonnbhanda nuair is loighic 1 na sonraí bonnbhanda.

Fearann ​​Ama
Modh amháin chun an tonnform FSK atá réidh le tarchur a ghiniúint is ea comhartha bonnbhanda analógach a chruthú a athraíonn idir f1 agus f2 de réir na sonraí digiteacha. Seo sampla de thonnform bonnbhanda FSK le f1 = 1 kHz agus f2 = 3 kHz. Chun a chinntiú go bhfuil siombail an fhad céanna do loighic 0 agus loighic 1, úsáidimid timthriall 1 kHz amháin agus trí thimthriall 3 kHz.

Ansin aistrítear an tonnform baseband (ag úsáid meascthóir) suas go minicíocht an iompróra agus tarchuirtear í. Tá an cur chuige seo an-áisiúil i gcórais raidió-sainmhínithe ar bhogearraí: is comhartha minicíochta íseal í an tonnform analógach bonnbhanda, agus dá bhrí sin is féidir DAC a ghiniúint go matamaiticiúil. Bheadh ​​sé i bhfad níos deacra DAC a úsáid chun an comhartha tarchurtha ardmhinicíochta a chruthú.

Bealach níos simplí ó thaobh coincheapa de chun FSK a chur i bhfeidhm is ea ach dhá chomhartha iompróra a bhfuil minicíochtaí difriúla acu (f1 agus f2); cuirtear ceann amháin nó an ceann eile chuig an aschur ag brath ar leibhéal loighic na sonraí dénártha. 

Mar thoradh air seo tá tonnform tarchurtha deiridh a aistríonn go tobann idir dhá mhinicíocht, cosúil leis an tonnform FSK baseband thuas ach amháin go bhfuil an difríocht idir an dá mhinicíocht i bhfad níos lú maidir leis an meánmhinicíocht. Is é sin le rá, dá mbeifeá ag féachaint ar phlota fearann-ama, bheadh ​​sé deacair na codanna f1 a dhifreáil ó na hailt f2 toisc nach bhfuil sa difríocht idir f1 agus f2 ach codán beag bídeach de f1 (nó f2).

Fearann ​​Minicíochta
Breathnaímid ar éifeachtaí FSK sa réimse minicíochta. Úsáidfimid ár minicíocht iompróra 10 MHz céanna (nó meán-mhinicíocht iompróra sa chás seo), agus úsáidfimid ± 1 MHz mar an diall. (Tá sé seo neamhréadúil, ach áisiúil chun ár gcuspóirí reatha.) Mar sin beidh an comhartha tarchurtha 9 MHz do loighic 0 agus 11 MHz do loighic 1. Seo an speictream:

Tabhair faoi deara nach bhfuil aon fhuinneamh ag “minicíocht an iompróra.” Ní haon ionadh é seo, ag cur san áireamh nach bhfuil an comhartha modúlach riamh ag 10 MHz. Bíonn sé i gcónaí ag 10 MHz lúide 1 MHz nó 10 MHz móide 1 MHz, agus seo go díreach nuair a fheicimid an dá spíc cheannasach: 9 MHz agus 11 MHz.

Ach cad faoi na minicíochtaí eile atá i láthair sa speictream seo? Bhuel, níl anailís speictrim FSK thar a bheith simplí. Tá a fhios againn go mbeidh fuinneamh breise Fourier bainteach leis na haistrithe tobann idir minicíochtaí. 

Tarlaíonn sé go mbíonn cineál speictrim feidhm sinc do gach minicíocht mar thoradh ar FSK, ie, tá ceann amháin dírithe ar f1 agus an ceann eile dírithe ar f2. Is iad seo na spící minicíochta breise a fheictear ar gach taobh den dá spíc cheannasacha.

Achoimre
* Is éard atá i gceist le modhnú aimplitiúid dhigitigh aimplitiúid tonn iompróra a athrú i gcodanna scoite de réir sonraí dénártha.

* Is é an cur chuige is simplí maidir le modhnú aimplitiúid dhigitigh ná eochair a chur ar aghaidh.

* Le modhnú minicíochta digití, tá minicíocht iompróra nó comhartha bonnbhanda éagsúil i ranna scoite de réir sonraí dénártha.

* Má dhéanaimid comparáid idir modhnú digiteach agus modhnú analógach, feicimid go mbíonn fuinneamh breise ag minicíochtaí níos faide ón iompróir mar thoradh ar na haistrithe tobann a chruthaíonn an modhnú digiteach.

Fág nóta 

Liosta Teachtaireachtaí