Conas Modhnú Céim Dhigitigh a Dhíodrú

Dí-ídiú Minicíocht Raidió
Faigh amach faoi conas na sonraí digiteacha bunaidh a bhaint as tonnform eochair-aistrithe.

Sa dá leathanach roimhe seo phléamar córais chun díchódú a dhéanamh ar chomharthaí AM agus FM a iompraíonn sonraí analógacha, mar shampla fuaime (neamhdhigitithe). Anois táimid réidh le breathnú ar conas faisnéis bhunaidh atá ionchódaithe tríd an tríú cineál ginearálta modhnóireachta a aisghabháil, eadhon, modhnú céime.

Mar sin féin, níl modhnú céim analógach coitianta, ach tá modhnú céim dhigiteach an-choitianta. Dá bhrí sin, bíonn sé níos ciallta dí-ionramháil PM a iniúchadh i gcomhthéacs na cumarsáide digití RF. Déanfaimid an topaic seo a iniúchadh trí úsáid a bhaint as eochair-aistriú dénártha (BPSK); is maith is eol duit, áfach, go bhfuil eochrú aistrithe céim chearnach (QPSK) níos ábhartha do chórais gan sreang nua-aimseartha.

Mar a thugann an t-ainm le tuiscint, is ionann eochrú aistrithe dénártha sonraí digiteacha trí chéim amháin a shannadh do dhénártha 0 agus céim dhifriúil go dénártha 1. Tá an dá chéim scartha le 180 ° chun cruinneas dí-uiscithe a bharrfheabhsú - tá sé níos éasca deighilt níos mó idir luachanna an dá chéim. chun na siombailí a dhíchódú.

Iolraigh agus Comhtháthaigh - agus Sioncrónaigh
Tá dhá bhloc feidhmiúla go príomha ag taispeána BPSK: iolraitheoir agus integrator. Déanfaidh an dá chomhpháirt seo comhartha a fhreagraíonn do na sonraí dénártha bunaidh. Teastaíonn ciorcadóireacht sioncrónaithe freisin, áfach, toisc go gcaithfidh an glacadóir a bheith in ann an teorainn idir tréimhsí giotán a aithint. Is difríocht thábhachtach é seo idir dí-dhathú analógach agus dí-dhathú digiteach, mar sin déanaimis féachaint níos dlúithe.

 

I ndíchódú analógach, níl tús ná deireadh leis an gcomhartha i ndáiríre. Samhlaigh tarchuradóir FM atá ag craoladh comhartha fuaime, ie, comhartha a athraíonn go leanúnach de réir an cheoil. Anois samhlaigh glacadóir FM a mhúchadh i dtosach. 

Is féidir leis an úsáideoir an glacadóir a chumhacht ag am ar bith, agus tosóidh an ciorcadóireacht dí-uiscithe ag baint an chomhartha fuaime ón iompróir modúlach. Is féidir an comhartha eastósctha a aimpliú agus a sheoladh chuig cainteoir, agus beidh an ceol gnáth. 

Níl aon tuairim ag an nglacadóir an ionann an comhartha fuaime agus tús nó deireadh amhrán, nó má thosaíonn an ciorcad dí-uiscithe ag feidhmiú ag tús tomhais, nó ar dheis ar an mbuille, nó idir dhá bhuille. Is cuma; comhfhreagraíonn gach luach voltais mheandarach do nóiméad cruinn amháin sa chomhartha fuaime, agus athchruthaítear an fhuaim nuair a tharlaíonn na luachanna meandaracha seo go léir i ndiaidh a chéile.

Le modhnú digiteach, tá an scéal go hiomlán difriúil. Níl muid ag déileáil le amplitudes meandaracha ach seicheamh amplitudes a léiríonn píosa faisnéise scoite amháin, eadhon, uimhir (ceann nó nialas). 

Ní mór idirdhealú a dhéanamh idir gach seicheamh amplitudes - ar a dtugtar siombail, a mhaireann cothrom le tréimhse giotán amháin - ó na seichimh roimhe seo agus ina dhiaidh: Má bhí an craoltóir (ón sampla thuas) ag úsáid modhnú digiteach agus an glacadóir á thiomáint suas agus ag tosú ag díchódú ag pointe randamach in am, cad a tharlódh? 

Bhuel, dá dtarlódh an glacadóir ag díchódú i lár siombail, bheadh ​​sé ag iarraidh leath de shiombail amháin agus leath na siombail seo a leanas a léirmhíniú. Bheadh ​​earráidí mar thoradh air seo, ar ndóigh; bheadh ​​an deis chéanna ag siombail loighic-amháin agus siombail loighic-nialas ina dhiaidh sin a léirmhíniú mar cheann nó nialas.

Is léir, mar sin, go gcaithfidh sioncrónú a bheith ina thosaíocht in aon chóras digiteach RF. Cur chuige simplí amháin maidir le sioncrónú is ea “seicheamh oiliúna” réamhshainithe a chur roimh gach paicéad ina mbeidh siombailí nialasacha malartacha agus siombailí amháin (mar atá sa léaráid thuas). Is féidir leis an nglacadóir na haistrithe aon-nialas-nialasacha seo a úsáid chun an teorainn ama idir siombailí a aithint, agus ansin is féidir an chuid eile de na siombailí sa phaicéad a léirmhíniú i gceart ach fad siombailí réamhshainithe an chórais a chur i bhfeidhm.

Éifeacht an Iolraithe
Mar a luadh thuas, céim bhunúsach i ndíchódú PSK is ea iolrú. Go sonrach, iolraímid comhartha BPSK atá ag teacht isteach le comhartha tagartha le minicíocht atá cothrom le minicíocht an iompróra. Cad a chuireann sé seo i gcrích? A ligean ar breathnú ar an matamaitic; ar dtús, sainaithníonn an táirge dhá fheidhm shinsearacha:

 

Má thiontaímid na feidhmeanna sine cineálacha sin ina gcomharthaí a bhfuil minicíocht agus céim acu, tá an méid seo a leanas againn:

Ag simpliú, ní mór dúinn:

Mar sin nuair a iolraímid dhá sinusóideach a bhfuil minicíocht chomhionann acu agus céim dhifriúil, is é an toradh sinusóideach a dhúbailt an mhinicíocht móide fritháireamh atá ag brath ar an difríocht idir an dá chéim. 

Is í an fhritháireamh an eochair: Má tá céim an chomhartha a fuarthas cothrom le céim an chomhartha tagartha, tá cos (0 °) againn, arb ionann é agus 1. Má tá céim an chomhartha a fuarthas 180 ° difriúil ón gcéim de an comhartha tagartha, tá cos againn (180 °), is é sin –1. Mar sin, beidh fritháireamh dearfach DC ag aschur an iolraitheora do cheann de na luachanna dénártha agus fritháireamh diúltach DC don luach dénártha eile. Is féidir an fritháireamh seo a úsáid chun gach siombail a léirmhíniú mar nialas nó mar shiombail.

Dearbhú Insamhalta
Taispeánann an ciorcad modhnóireachta-agus-dí-uiscithe BPSK seo a leanas duit conas is féidir leat comhartha BPSK a chruthú i LTspice:

Tá dhá fhoinse sine (ceann le céim = 0 ° agus ceann le céim = 180 °) ceangailte le dhá lasca faoi rialú voltais. Tá an comhartha rialaithe tonn cearnach céanna ag an dá lasca, agus cumraítear na friotaí ar agus as ionas go mbeidh ceann acu oscailte agus an ceann eile dúnta. Tá críochfoirt “aschuir” an dá lasca ceangailte le chéile, agus maolaíonn an op-amp an comhartha a leanann as, a bhfuil an chuma air mar seo:




Ar aghaidh, tá sinusoid tagartha (V4) againn a bhfuil minicíocht cothrom le minicíocht tonnform BPSK, agus ansin úsáidimid foinse voltais iompraíochta treallach chun an comhartha BPSK a iolrú faoin gcomhartha tagartha. Seo an toradh:




Mar a fheiceann tú, tá an comhartha dí-ídithe dhá oiread minicíocht an chomhartha a fhaightear, agus tá fritháireamh dearfach nó diúltach DC aige de réir chéim gach siombail. Má dhéanaimid an comhartha seo a chomhtháthú ansin maidir le gach tréimhse giotán, beidh comhartha digiteach againn a fhreagraíonn do na sonraí bunaidh.

Brath Comhleanúnach
Sa sampla seo, déantar céim chomhartha tagartha an ghlacadóra a shioncronú le céim an chomhartha modhnaithe atá ag teacht isteach. Is furasta é seo a chur i gcrích in insamhalta; tá sé i bhfad níos deacra sa saol dáiríre. Ina theannta sin, mar a phléitear ar an leathanach seo faoi “Ionchódú Difreálach,” ní féidir eochair-aistriú gnáthchéime a úsáid i gcórais atá faoi réir difríochtaí céime dochreidte idir an tarchuradóir agus an glacadóir. 

Mar shampla, má tá comhartha tagartha an ghlacadóra 90 ° as céim le hiompróir an tarchuradóra, is é 90 ° an difríocht chéim idir an tagairt agus an comhartha BPSK, agus is é cos (90 °) 0. Dá bhrí sin, is é an fritháireamh DC caillte, agus tá an córas go hiomlán neamhfheidhmiúil.

Is féidir é seo a dhearbhú trí chéim na foinse V4 a athrú go 90 °; seo an toradh:

Achoimre
* Éilíonn sioncrónú digiteach sioncrónú giotán-tréimhse; caithfidh an glacadóir a bheith in ann na teorainneacha idir siombailí cóngaracha a aithint.

* Is féidir comharthaí eochracha aistrithe dénártha céim a dhíchódú trí iolrú agus comhtháthú ina dhiaidh sin. Tá an mhinicíocht chéanna ag an gcomhartha tagartha a úsáidtear sa chéim iolraithe agus atá ag iompróir an tarchuradóra.

* Ní bhíonn gnáth-eochrú aistrithe céim iontaofa ach nuair is féidir le céim chomhartha tagartha an ghlacadóra sioncrónú le céim iompróra an tarchuradóra a choinneáil.

Fág nóta 

Liosta Teachtaireachtaí