Tastarea de schimbare a frecvenței este cea mai importantă modulație digitală tehnică și este, de asemenea, cunoscut sub numele de FSK. Un semnal are amplitudinea, frecvența și faza ca proprietăți. Fiecare semnal are aceste trei proprietăți. Pentru a crește oricare dintre proprietățile semnalului, putem merge pentru procesul de modulare. Deoarece există diferite avantaje ale tehnica de modulare . În cele câteva dintre avantaje sunt - antena dimensiunea redusă, evita multiplexarea semnalelor, scăderea SNR, comunicarea pe distanțe lungi poate fi posibilă etc. Acestea sunt avantajele importante ale procesului de modulație. Dacă modulăm amplitudinea semnalului binar de intrare în funcție de semnalul purtător, adică numit ca tastare de schimbare a amplitudinii. Aici, în acest articol, vom discuta despre ce este tastarea schimbării frecvenței și modularea FSK, procesul de demodulare, împreună cu avantajele și dezavantajele acestora.
Ce este tastarea schimbării frecvenței?
Este definit ca modificarea sau îmbunătățirea caracteristicilor de frecvență ale unui semnal binar de intrare în funcție de semnalul purtător. Variația amplitudinii este unul dintre dezavantajele majore ale ASK. Deci, datorită acestei tehnici de modulare a cererii folosită doar în câteva aplicații. Și eficiența energetică a spectrului său este, de asemenea, scăzută. Aceasta duce la irosirea puterii. Deci, pentru a depăși aceste dezavantaje, este preferată tastarea cu schimbarea frecvenței. FSK este, de asemenea, cunoscut sub numele de Binary Tastarea schimbării frecvenței (BFSK). Teoria de mai jos a schimbării frecvenței descrie ce se întâmplă în modulare de tastare a schimbării frecvenței .
Teoria tastării schimbării frecvenței
Această teorie a tastelor de schimbare a frecvenței arată cum s-au modificat caracteristicile de frecvență ale unui semnal binar în funcție de semnalul purtător. În FSK, informațiile binare pot fi transmise printr-un semnal purtător împreună cu modificările de frecvență. Diagrama de mai jos prezintă diagramă bloc cheie schimbare frecvență .
Diagrama bloc FSK
În FSK, două semnale purtătoare sunt utilizate pentru a produce forme de undă modulate FSK. Motivul din spatele acestui fapt, semnalele modulate FSK sunt reprezentate în termeni de două frecvențe diferite. Frecvențele sunt numite „frecvență de marcare” și „spațiu-frecvență”. Frecvența de marcare a reprezentat logica 1 și spațiul-frecvență a reprezentat logica 0. Există o singură diferență între aceste două semnale purtătoare, adică intrarea purtătorului 1 având mai multă frecvență decât intrarea purtătorului 2.
Intrarea operatorului 1 = Ac Cos (2ωc + θ) t
Intrare purtător 2 = Ac Cos (2ωc-θ) t
Comutatorul (multiplatoarele) multiplexorului 2: 1 are rolul important de a genera ieșirea FSK. Aici comutatorul este conectat la intrarea 1 a operatorului pentru toate logica 1 a secvenței de intrare binare. Și comutatorul (comutatoarele) este conectat la intrarea purtătorului 2 pentru toate 0 logice ale secvenței binare de intrare. Deci, formele de undă rezultate FSK au frecvențe de marcare și frecvențe spațiale.
FSK-modulare-ieșire-forme de undă
Acum vom vedea cum unda modulată FSK poate fi demodulată pe partea receptorului. Demodularea este definit ca reconstituirea semnalului original din semnalul modulat. Această demodulare poate fi posibilă în două moduri. Sunt
- Detectare FSK coerentă
- Detecție FSK necoerentă
Singura diferență între modul de detectare coerent și necoerent este faza semnalului purtător. Dacă semnalul purtător pe care îl folosim pe partea transmițătorului și partea receptorului se află în aceeași fază în timp ce procesul de demodulare, adică numit un mod coerent de detectare și este cunoscut și sub numele de detectare sincronă. Dacă semnalele purtătoare pe care le folosim la emițător și la receptor nu sunt în aceeași fază, atunci un astfel de proces de modulare cunoscut sub numele de detectare necoerentă. Un alt nume pentru această detectare este Detecție asincronă.
Detectare FSK coerentă
În această detectare sincronă FSK, unda modulată a fost afectată de zgomot în timp ce ajungea la receptor. Deci, acest zgomot poate fi eliminat de la utilizarea filtru bandpass (BPF). Aici, în stadiul multiplicator, semnalul zgomotos modulat FSK este înmulțit cu semnalul purtător de la local oscilator dispozitiv. Apoi semnalul rezultat trece de la BPF. Aici acest filtru bandpass este atribuit frecvenței de tăiere care este egală cu frecvența semnalului de intrare binar. Deci, aceleași frecvențe pot fi permise dispozitivului de decizie. Aici acest dispozitiv de decizie dă 0 și 1 pentru spațiu și frecvențe de marcare ale formelor de undă modulate FSK.
detectare coerentă-FSK
Detecție FSK necoerentă
Semnalul FSK modulat este transmis de la filtrul de bandă 1 și 2 cu frecvențe de tăiere egale cu spațiul și frecvențele de marcare. Deci, componentele de semnal nedorite pot fi eliminate din BPF. Iar semnalele FSK modificate sunt aplicate ca intrare la cei doi detectoare de plic. Acest detector de plic este un circuit care are o diodă (D). Pe baza intrării în detectorul de plic, acesta furnizează semnalul de ieșire. Acest detector de plic folosit în procesul de demodulare a amplitudinii. Pe baza intrării sale generează semnalul și apoi este redirecționat către dispozitivul de prag. Acest dispozitiv prag oferă logica 1 și 0 pentru diferitele frecvențe. Aceasta ar fi egală cu secvența de intrare binară originală. Deci, generarea și detectarea FSK se pot face în acest fel. Acest proces poate fi cunoscut pentru modularea și demodularea tastării cu schimbare de frecvență experimentează, de asemenea. În acest experiment FSK, FSK poate fi generat de IC-ul cu temporizator 555 și detectarea poate fi posibilă prin 565IC, cunoscut sub numele de buclă blocată în fază (PLL) .
detectare necoerentă-FSK
Sunt câteva avantajele și dezavantajele schimbării frecvenței sunt enumerate mai jos.
Avantaje
- Proces simplu de construire a circuitului
- Variații de amplitudine zero
- Suportă o rată ridicată de date.
- Probabilitate redusă de eroare.
- SNR ridicat (raport semnal / zgomot).
- Mai multă imunitate la zgomot decât ASK
- Recepția fără erori poate fi posibilă cu FSK
- Util în transmisiile radio de înaltă frecvență
- De preferat în comunicațiile de înaltă frecvență
- Aplicații digitale cu viteză redusă
Dezavantaje
- Necesită mai multă lățime de bandă decât ASK și PSK (key shift key)
- Datorită cerinței unei lățimi de bandă mari, acest FSK are limitări de utilizare numai în modemurile de viteză redusă, cu o rată de biți de 1200 biți / sec.
- Rata de eroare de biți este mai mică în canalul AEGN decât tastarea de fază.
Astfel, tastarea schimbării frecvenței este una dintre tehnicile de modulare digitală fine pentru a crește caracteristicile de frecvență ale semnalului binar de intrare. Prin tehnica de modulare FSK putem realiza o comunicare fără erori în câteva aplicații digitale. Dar acest FSK are o rată de date finită și consumă mai multă lățime de bandă care poate fi depășită de QAM, cunoscut sub numele de modulație a amplitudinii în cvadratură. Este combinația dintre modulația amplitudinii și modularea fazei.
