Күнделікті өмірде жаңа ұғымдармен бетпе-бет келген көптеген адамдар өз сұрақтарына жауап табуға тырысады. Ол үшін кез келген құбылысты сипаттау қажет. Олардың бірі модуляция сияқты нәрсе. Ол әрі қарай талқыланады.
Жалпы сипаттама
Модуляция – төменгі жиілікті ақпараттық хабарлама заңына сәйкес жоғары жиілікті тербеліс параметрлерінің бір немесе тұтас жиынтығын өзгерту процесі. Мұның нәтижесі басқару сигналының спектрін жоғары жиілікті аймаққа беру болып табылады, өйткені ғарышқа тиімді хабар тарату барлық қабылдағыштардың бір-бірін үзбей әртүрлі жиіліктерде жұмыс істеуін талап етеді. Осы процестің арқасында ақпараттық тербелістер априорлы белгілі тасымалдаушыға орналастырылады. Басқару сигналы жіберілетін ақпаратты қамтиды. Жоғары жиілікті тербеліс ақпарат тасымалдаушы рөлін алады, соның арқасында ол тасымалдаушы мәртебесіне ие болады. Басқару сигналы жіберілген деректерді қамтиды. Модуляцияның әртүрлі түрлері бар, олар қандай толқын пішіні қолданылатынына байланысты: тікбұрышты, үшбұрышты немесе басқа. Дискретті сигналмен манипуляция туралы айту әдеттегідей. Сонымен,модуляция - тербелістерді қамтитын процесс, сондықтан ол жиілік, амплитуда, фаза және т.б. болуы мүмкін.
Сұрттар
Енді біз бұл құбылыстың қандай түрлері бар екенін қарастыруға болады. Негізінде, модуляция төменгі жиілікті толқынды жоғары жиілікті толқынмен тасымалдау процесі болып табылады. Көбінесе келесі типтер қолданылады: жиілік, амплитудалық және фазалық. Жиілік модуляциясы кезінде жиіліктің өзгеруі амплитудалық модуляциямен амплитудалық және фазалық модуляциямен фазалық өзгерістер орын алады. Аралас түрлері де бар. Импульстік модуляция және модификация бөлек түрлер болып табылады. Бұл жағдайда жоғары жиілікті тербелістің параметрлері дискретті түрде өзгереді.
Амплитудалық модуляция
Мұндай түрдегі өзгерістері бар жүйелерде модуляциялық толқынның көмегімен тасымалдаушы толқынның амплитудасы жоғары жиілікте өзгереді. Шығудағы жиіліктерді талдау кезінде тек кіріс жиіліктері ғана емес, сонымен бірге олардың қосындысы мен айырмасы да ашылады. Бұл жағдайда, егер модуляция күрделі толқын болса, мысалы, көптеген жиіліктерден тұратын сөйлеу сигналдары, онда жиіліктердің қосындысы мен айырмасы үшін біреуі тасымалдаушыдан төмен және екіншісі жоғары екі жолақ қажет болады. Олар бүйірлік деп аталады: жоғарғы және төменгі. Біріншісі - белгілі бір жиілікпен ауыстырылған бастапқы дыбыстық сигналдың көшірмесі. Төменгі жолақ - инверттелген бастапқы сигналдың көшірмесі, яғни бастапқы жоғары жиіліктер төменгі жағындағы төменгі жиіліктер болып табылады.
Төменгі бүйірлік жолақ - тасымалдаушы жиілігіне қатысты жоғарғы бүйірлік жолақтың айнадағы кескіні. Амплитудалық модуляцияны қолданатын жүйе,тасымалдаушыны және екі жағын беру екі жақты деп аталады. Тасымалдаушыда пайдалы ақпарат жоқ, сондықтан оны жоюға болады, бірақ кез келген жағдайда сигнал өткізу қабілеттілігі түпнұсқадан екі есе көп болады. Жолақтың тарылуы тек тасымалдаушыны ғана емес, сонымен қатар бүйірлік біреуін ауыстыру арқылы қол жеткізіледі, өйткені оларда бір ақпарат бар. Бұл түрі басылған тасымалдаушысы бар SSB модуляциясы ретінде белгілі.
Демодуляция
Бұл процесс модуляцияланған сигналды модулятор шығаратын жиіліктегі тасымалдаушымен араластыруды талап етеді. Осыдан кейін бастапқы сигнал жеке жиілік немесе жиілік диапазонында алынады, содан кейін басқа сигналдардан сүзіледі. Кейде демодуляция үшін тасымалдаушының генерациясы in situ орын алады және ол модулятордың өзінде тасымалдаушы жиілігімен сәйкес келе бермейді. Жиіліктер арасындағы шамалы айырмашылыққа байланысты сәйкессіздіктер пайда болады, бұл телефон тізбектеріне тән.
Импульсті модуляция
Бұл сандық базалық жолақ сигналын пайдаланады, яғни ол екілік деректер сигналын көп деңгейлі сигналға кодтау арқылы әр жіберуге бір биттен көп кодтауға мүмкіндік береді. Екілік сигналдардың биттері кейде жұптарға бөлінеді. Бір жұп бит үшін әр жұп төрт амплитудалық деңгейдің бірімен ұсынылған төрт комбинацияны қолдануға болады. Мұндай кодталған сигнал модуляция беру жылдамдығы бастапқы деректер сигналының жартысына тең болуымен сипатталады, сондықтан оныәдеттегі әдіспен амплитудалық модуляция. Ол өз қолданбасын радио байланысынан тапты.
Жиілікті модуляция
Осы модуляциясы бар жүйелер тасымалдаушы жиілігі модуляциялаушы сигнал пішініне сәйкес өзгереді деп есептейді. Бұл түр телефон желісіндегі белгілі бір әсерлерге төзімділік тұрғысынан амплитудалық түрінен жоғары, сондықтан оны үлкен жиілік диапазонын тартудың қажеті жоқ төмен жылдамдықта пайдалану керек.
Фаза-амплитудалық модуляция
Бір берілістегі биттердің санын көбейту үшін фазалық және амплитудалық модуляцияны біріктіруге болады.
Амплитудалық-фазалық модуляцияның заманауи әдістерінің бірін бірнеше тасымалдаушылардың берілуіне негізделген әдіс деп атауға болады. Мысалы, кейбір қолданбаларда 45 Гц өткізу қабілеттілігімен бөлінген 48 тасымалдаушы пайдаланылады. AM және PM біріктіру арқылы әрбір тасымалдаушыға жеке жіберу кезеңіне 32-ге дейін дискретті күй бөлінеді, осылайша әр жіберуге 5 бит тасымалдана алады. Бұл жиынтық бір жіберуге 240 бит беруге мүмкіндік береді екен. 9600 бит/с жылдамдықпен жұмыс істегенде, модуляция жылдамдығы бар болғаны 40 бадты қажет етеді. Мұндай төмен көрсеткіш телефон желісіне тән амплитудалық және фазалық секірістерге өте төзімді.
PCM
Бұл түрі әдетте сандық түрдегі дауыс сияқты аналогтық сигналдарды тарату жүйесі ретінде қарастырылады. Бұл модуляция әдісі модемдерде қолданылмайды. Мұнда аналогтық сигналдың вентиляциясы берілгенаналогтық сигнал компонентінің екі есе жоғары жиілігінде. Мұндай жүйелерді телефон желілерінде пайдаланған кезде строб секундына 8000 рет пайда болады. Әрбір үлгі жеті биттік кодпен кодталған кернеу деңгейі болып табылады. Сөйлеу тілін жақсы көрсету үшін логарифмдік кодтау қолданылады. Жеті бит сигналдың бар екенін көрсететін сегізінші битпен бірге октет құрайды.
Модуляция және анықтау хабарлама сигналын қалпына келтіру үшін қажет, яғни кері процесс. Бұл жағдайда сигнал сызықты емес түрде түрлендіріледі. Сызықты емес элементтер шығыс сигналының спектрін спектрдің жаңа компоненттерімен байытады, ал сүзгілер төмен жиілікті компоненттерді оқшаулау үшін қолданылады. Модуляция мен анықтауды сызықты емес элементтер ретінде вакуумдық диодтарды, транзисторларды, жартылай өткізгіш диодтарды қолдану арқылы жүзеге асыруға болады. Дәстүрлі түрде нүктелік жартылай өткізгіш диодтар пайдаланылады, өйткені жазық кіріс сыйымдылығы айтарлықтай үлкен.
Заманауи көріністер
Цифрлық модуляция әлдеқайда көп ақпарат сыйымдылығын қамтамасыз етеді және сандық деректер қызметтерінің әртүрлілігімен үйлесімділікті қамтамасыз етеді. Бұған қоса, ол ақпараттың қауіпсіздігін арттырады, байланыс жүйелерінің сапасын жақсартады және оларға қол жеткізуді жылдамдатады.
Кез келген жүйені құрастырушылар кездесетін бірқатар шектеулер бар: рұқсат етілген қуат пен өткізу қабілеттілігі, байланыс жүйелерінің берілген шу деңгейі. Пайдаланушылар саны күн сайын артып келедібайланыс жүйелері және оларға деген сұраныс та өсуде, бұл радиоресурстың ұлғаюын талап етеді. Сандық модуляция аналогтан айтарлықтай ерекшеленеді, өйткені ондағы тасымалдаушы ақпараттың үлкен көлемін береді.
Қолдану қиындығы
Цифрлық радиобайланыс жүйелерін жасаушылардың алдында осындай негізгі міндет тұр – мәліметтерді тасымалдаудың өткізу қабілеттілігі мен техникалық тұрғыдан жүйенің күрделілігі арасындағы ымыраға келу. Бұл үшін қажетті нәтиже алу үшін әртүрлі модуляция әдістерін қолданған дұрыс. Радиобайланысты ең қарапайым таратқыш пен қабылдағыш сұлбалары арқылы да ұйымдастыруға болады, бірақ мұндай байланыс үшін пайдаланушылар санына пропорционал жиілік спектрі пайдаланылады. Күрделі қабылдағыштар мен таратқыштар бірдей көлемдегі ақпаратты тарату үшін аз өткізу қабілеттілігін қажет етеді. Спектрлік тиімді тарату әдістеріне көшу үшін жабдықты сәйкесінше күрделендіру қажет. Бұл мәселе байланыс түріне байланысты емес.
Балама опциялар
Импульстік ені модуляциясы оның тасымалдаушы сигналы импульс жиілігі тұрақты болған кезде импульстар тізбегі болуымен сипатталады. Өзгерістер модуляциялық сигналға сәйкес әрбір импульстің ұзақтығына ғана қатысты.
Импульстік ені модуляциясы жиілік-фазалық модуляциядан ерекшеленеді. Соңғысы синусоид түріндегі сигналды модуляциялауды қамтиды. Ол тұрақты амплитудамен және айнымалы жиілікпен немесе фазамен сипатталады. Импульстік сигналдарды жиілікте де модуляциялауға болады. Ұзақтығы болуы мүмкінимпульстар бекітілген және олардың жиілігі кейбір орташа мәнде, бірақ олардың лездік мәні модуляциялық сигналдарға байланысты өзгереді.
Қорытынды
Модуляциялау ақпаратына сәйкес тек бір параметр өзгеретін қарапайым модуляцияларды қолдануға болады. Қазіргі заманғы коммуникациялық жабдықта қолданылатын аралас модуляция схемасы тасымалдаушының амплитудасы да, фазасы да бір уақытта өзгеретін кезде қолданылады. Заманауи жүйелерде әрқайсысы модуляцияның белгілі бір түрін қолданатын бірнеше қосалқы тасымалдаушыларды қолдануға болады. Бұл жағдайда сигналды модуляциялау схемалары туралы айтып отырмыз. Бұл термин жан-жақты ақпарат үшін сипаттамалардың қосымша сипаттамасы қажет болғанда күрделі көп деңгейлі көріністер үшін де қолданылады.
Заманауи байланыс жүйелері сигналдардың басқа түрлері үшін жиілік кеңістігін босату үшін өткізу қабілеттілігін азайту үшін ең тиімді модуляция түрлерін пайдаланады. Байланыстың сапасы осыдан ғана пайда көреді, бірақ бұл жағдайда жабдықтың күрделілігі өте жоғары. Сайып келгенде, модуляция жиілігі соңғы пайдаланушыға техникалық құралдарды пайдаланудың қарапайымдылығы тұрғысынан ғана көрінетін нәтиже береді.
