Klíčování kmitočtovým posunem je nejdůležitější digitální modulace technika a je také známá jako FSK. Signál má jako vlastnosti amplitudu, frekvenci a fázi. Každý signál má tyto tři vlastnosti. Abychom zvýšili některou z vlastností signálu, můžeme přejít na modulační proces. Protože existuje mnoho výhod modulační technika . V těch jsou některé z výhod - anténu zmenšená velikost, vyhněte se multiplexování signálů, snižte SNR, je možná komunikace na velké vzdálenosti atd. To jsou důležité výhody modulačního procesu. Pokud budeme modulovat amplitudu vstupního binárního signálu podle nosného signálu, tj. Nazývaného jako klíčování amplitudového posunu. Zde v tomto článku budeme diskutovat o tom, co je klíčování kmitočtovým posunem a modulace FSK, demodulační proces spolu s jejich výhodami a nevýhodami.
Co je klíčování kmitočtovým posunem?
Je definována jako změna nebo zlepšení frekvenčních charakteristik vstupního binárního signálu podle nosného signálu. Amplitudová variace je jednou z hlavních nevýhod ASK. Díky tomu se tedy zeptejte modulační techniky používané pouze v několika aplikacích. A jeho spektrální energetická účinnost je také nízká. Vede to k plýtvání energií. K překonání těchto nevýhod je tedy preferováno klíčování kmitočtovým posunem. FSK je také známý jako binární Klíčování frekvenčním posunem (BFSK). Níže uvedená teorie klíčování s frekvenčním posunem popisuje, co se děje modulace klíčování kmitočtovým posunem .
Teorie klíčování kmitočtovým posunem
Tato teorie klíčování s frekvenčním posunem ukazuje, jak se frekvenční charakteristiky binárního signálu změnily podle signálu nosné. Ve FSK mohou být binární informace přenášeny prostřednictvím nosného signálu spolu se změnami frekvence. Níže uvedený diagram ukazuje blokové schéma klíčování kmitočtovým posunem .
Blokové schéma FSK
Ve FSK se používají dva nosné signály k výrobě křivek modulovaných FSK. Důvodem jsou signály modulované FSK reprezentovány dvěma různými frekvencemi. Frekvence se nazývají „značka frekvence“ a „vesmírná frekvence“. Frekvence značky představovala logiku 1 a prostorová frekvence představovala logiku 0. Mezi těmito dvěma nosnými signály je pouze jeden rozdíl, tj. Nosný vstup 1, který má větší frekvenci než nosný vstup 2.
Nosný vstup 1 = Ac Cos (2ωc + θ) t
Nosný vstup 2 = Ac Cos (2ωc-θ) t
Přepínač (y) multiplexeru 2: 1 má důležitou roli při generování výstupu FSK. Zde je přepínač připojen ke vstupu 1 nosné pro všechny logické jedničky binární vstupní sekvence. A přepínač (y) je připojen ke vstupu nosné 2 pro všechny logické nuly vstupní binární sekvence. Výsledné FSK modulované křivky tedy mají značkové frekvence a prostorové frekvence.
Křivky modulace-výstupu FSK
Nyní uvidíme, jak lze modulovanou vlnu FSK demodulovat na straně přijímače. Demodulace je definována jako rekonstrukce původního signálu z modulovaného signálu. Tato demodulace je možná dvěma způsoby. Oni jsou
- Koherentní detekce FSK
- Nekoherentní detekce FSK
Jediným rozdílem mezi koherentním a nekoherentním způsobem detekce je fáze nosného signálu. Pokud je nosný signál, který používáme na straně vysílače a přijímače, ve stejné fázi, zatímco demodulační proces, tj. Nazývaný koherentní způsob detekce, je také známý jako synchronní detekce. Pokud nosné signály, které používáme na straně vysílače a přijímače, nejsou ve stejné fázi, pak takový modulační proces známý jako nekoherentní detekce. Jiný název pro tuto detekci je asynchronní detekce.
Koherentní detekce FSK
V této synchronní detekci FSK byla modulovaná vlna ovlivněna hlukem, když dosáhla přijímače. Tento hluk lze tedy vyloučit z používání pásmový filtr (BPF). Zde ve fázi multiplikátoru se hlučný modulovaný signál FSK znásobí nosným signálem z lokálního oscilátor přístroj. Potom výsledný signál projde z BPF. Zde je tento pásmový filtr přiřazen k mezní frekvenci, která se rovná frekvenci binárního vstupního signálu. Stejné frekvence lze tedy povolit rozhodovacímu zařízení. Zde toto rozhodovací zařízení udává 0 a 1 pro prostor a značí frekvence FSK modulovaných průběhů.
koherentní detekce FSK
Nekoherentní detekce FSK
Modulovaný signál FSK je předáván z pásmového filtru 1 a 2 s mezními frekvencemi rovnými prostoru a kmitočty značek. Z BPF lze tedy vyloučit nežádoucí složky signálu. A upravené signály FSK se aplikují jako vstup do dvou detektorů obálky. Tento detektor obálky má obvod dioda (D). Na základě vstupu do detektoru obálky dodává výstupní signál. Tento detektor obálky byl použit v procesu amplitudové demodulace. Na základě svého vstupu generuje signál a poté je předán prahovému zařízení. Toto prahové zařízení dává logiku 1 a 0 pro různé frekvence. To by se rovnalo původní binární vstupní posloupnosti. Generování a detekce FSK lze tedy provádět tímto způsobem. Tento proces může být známý pro modulace a demodulace klíčování s frekvenčním posunem experimentujte také. V tomto experimentu FSK může být FSK generován časovačem IC 555 a detekce je možná pomocí 565IC, která je známá jako fázově uzamčená smyčka (PLL) .
nekoherentní detekce FSK
Je jich málo výhody a nevýhody klíčování kmitočtovým posunem jsou uvedeny níže.
Výhody
- Jednoduchý proces konstrukce obvodu
- Varianty nulové amplitudy
- Podporuje vysokou rychlost přenosu dat.
- Nízká pravděpodobnost chyby.
- Vysoký SNR (poměr signálu k šumu).
- Více odolnosti proti šumu než ASK
- Bezchybný příjem je možný u FSK
- Užitečné při vysokofrekvenčních rádiových přenosech
- Preferováno ve vysokofrekvenční komunikaci
- Nízkorychlostní digitální aplikace
Nevýhody
- Vyžaduje větší šířku pásma než ASK a PSK (klíčování fázovým posuvem)
- Kvůli požadavku na velkou šířku pásma má tento FSK omezení pro použití pouze v modemech s nízkou rychlostí, jejichž bitová rychlost je 1200 bitů / s.
- Bitová chybovost je v kanálu AEGN menší než klíčování fázovým posuvem.
To znamená, že klíčování kmitočtovým posunem je jednou z technik jemné digitální modulace ke zvýšení frekvenčních charakteristik vstupního binárního signálu. Technikou modulace FSK můžeme dosáhnout bezchybné komunikace v několika digitálních aplikacích. Ale tento FSK má konečnou rychlost dat a spotřebovává větší šířku pásma, což lze překonat pomocí QAM, která je známá jako kvadraturní amplitudová modulace. Jedná se o kombinaci amplitudové modulace a fázové modulace.
