Modulyasiya va uning turlari
Modulyasiya-bu ma’lumotni tashuvchiga yoki ma’lumot uzatuvchiga kiritilishi yoki ifodasi. Lotin tilidan “modulyasiya” bir o‘lchovli deb tarjima qilinadi. Uni, tashuvchining birorta o‘lchamini berish deb tushuniladi. Texnikada
н 1 2 n 1 n
ma’lumot tashuvchi sifatida jismoniy signal hisoblanadi, masalan, tok yoki kuchlanish. Nazariyada signal-tashuvchini matematik modeli ko‘rib chiqiladi. Umumiy holda bu vaqtning birorta funksiyasi x (t,a ,a ,...,a ) bunda, a a -
tashuvchining parametrlari. Eng sodda tashuvchi – bu doimiy kattalik, faqat bitta parametr “x” bilan xarakterlanadi (96,a- rasm).
Bu yerda ma’lumot “x” parametrini o‘zgarishi bilan tasvirlanishi mumkin. Modulyasiyalash natijasida ma’lumot tashuvchi x(t) signal hosil bo‘ladi (96,b- rasm).
rasm. Eng sodda tashuvchi94
Ma’lumotni ko‘chiruvchi sifatida o‘zgarmas, o‘zgaruvchan sinusoidal toklar yoki impulslarning davriy ketma-ketligidan foydalansa bo‘ladi. O‘zgarmas tok bilan modulyasiyalashda, uning amplitudasiga yoki zanjirdagi haqiqiy tok mavjudligiga (yo‘qligiga) ta’sir ko‘rsatish mumkin. Agar, ma’lumotni ko‘chiruvchi sifatida sinusoidal tokdan foydalanilsa, unda, uning amplitudasiga, chastotasi va fazasiga ta’sir ko‘rsatish mumkin. Agar, ma’lumotlarni ko‘chiruvchi to‘g‘ri burchakli impulslar ketma-ketligi hisoblansa, unda, impulslarning amplitudasiga, kengligi va impulslar tirqishiga, chastotani o‘tishiga, fazasiga yoki impulslarning qutbiga ta’sir ko‘rsatish mumkin.
Analogli modulyasiya, o‘zgarmas va sinusoidal tokdagi modulyasiyalarning barcha turlari majmuasini tashkil etadi.
Diskretli ikkilik modulyasiya,analogli modulyasiyaning alohida holi, bunda tashuvchi signal sifatida garmonik tashuvchidan foydalaniladi, modulyasiya qilinuvchi signal sifatida diskret, ikkilik signaldan foydalaniladi.
Manipulyasiya-o‘zgaruvchan va o‘zgarmas tokdagi signal manbaini uzish yoki ulash davomiyligini o‘zgartirish yo‘li bilan ma’lumotni uzatish, masalan, telegraf kodini uzatish (morze alifbosi).
O‘zgarmas tokdagi amplitudali modulyasiyani signalini o‘zgartirish misoli 97-rasmda keltirilgan, bunda, A0(t)-o‘zgarmas tokdagi tashuvchi signal grafigi, F(t)-to‘g‘ri burchakli impulslarni turli qutbdagi ketma-ketligi ko‘rinishidagi modulyasiya qilinuvchi signal (informatsion), A(t)–tashuvchi va modulyasiya qilinuvchi signallarni algebraik qo‘shish yo‘li bilan olingan modulyasiya qilingan signal.
rasm. O‘zgarmas tokdagi tashuvchi signal grafigi95
O‘garmas tokda amplitudali modulyasiyalashning kamchiligi- xalaqitga kam chidamlilik va simsiz aloqa kanallaridan modulyasiya qiligan signalni uzatishdagi qiyinchiliklar.
rasm. O‘zgarmas tokda amplitudali modulyasiyalash grafigi96
O‘zgarmas tokda amplitudali modulyasiyalashni (AM) amalga oshirish misoli 98-rasmda keltirilgan, bunda, Ao(t)-tashuvchi sinusoidal signal grafigi, F(t)– modulyasiya qilinuvchi signal grafigi, A(t)-modulyasiya qiligan signal grafigi.
Amplitudali-modulyasiyalangan signal quyidagi ifoda bilan ta’riflanadi
A( t ) Ao[1 m0 F( t )]
(15)
Bunda, A0 –tashuvchi signalning amplitudasi, m0=ΔA/A0 –modulyasiyaning chuqurligi, ΔA-modulyasiyalash natijasida signalning amplitudasini oshib ketishi. Modulyasiyaning chuqurligi m0 buzilishlardan xalos etish uchun, birga teng yoki kichik bo‘lishi kerak. Modulyasiya qilingan signal A(t) garmonik hisoblanmaydi, uni spektorga yoyganda eng katta amplitudalar tashuvchi chastota garmoniklariga ega ω0 bo‘ladi, shuningdek yuqori va pastki garmoniklar ω0+Ω va ω0-Ω chastotalar bilan, bunda, Ω-modulyasiyalanadigan signalning burchak chastotasi.
Qo‘llaniladigan chastotaning spektr chizig‘ini kamaytirish uchun, bir chiziqli amplituda modulyasiyasi keng qo‘llaniladi, bunda, aloqa kanaliga, tashuvchi signalsiz faqat birorta yuqori yoki pastki garmonikli, signal yuboriladi, bu esa xalaqitga chidamlilikni oshiradi. O‘zgaruvchan tokda AM o‘zining oson amalga oshirilishi sababli radiotexnikada keng qo‘llaniladi, lekin, uning xalaqitga chidamligi juda past hisoblanadi.
Chastotali modulyasiyada (ChM) modulyasiyalanuvchi signal qonuni bo‘yicha tashuvchi signalning chastotasi o‘zgaradi
0
(t) F(t) . (16)
Bunda, Δω-chastota deviatsiyasi, ya’ni uni tashuvchi chastotadan ω0 eng ko‘p og‘ishi. 99-rasmda ChM modulyasiyalanuvchi signal F(t), turli qutbli to‘g‘ri to‘rt burchak ko‘rinishidagi impuls, bo‘lganda ko‘rsatilgan.
Bu holda, musbat impulsni ma’lum ɷ0+∆ɷ, manfiy impulni ɷ0-∆ɷ chastotada, pauza vaqtida esa ɷ0 uzatiladi. ChM afzalligi xalaqitlardan yuqori darajada himoyalanganligi, kamchiligi esa, uzatish kanalining keng chiziqliligi.
99-rasm. Chastota modulyasiyasi to‘rt burchak ko‘rinishidagi impuls97
Fazaviy modulyasiyada (FM) boshqarish signali F(t) qonuni bo‘yicha tashuvi tebranishlarning fazasi o‘zgaradi. Fazaviy modulyasiyalangan signal quyidagi ifoda bilan ta’riflanadi.
0 0
A( t ) Ao( t )sin( t F( t )sin t )
(17)
Bunda, Ωt – fazaning deviatsiyasi yoki modulyasiyalash burchagi; φ0 – tashuvchi signalning boshlanish fazasi. 100-rasmda FM modulyasiyalanuvchi signalning F(t) turli qutbli to‘g‘ri to‘rt burchak ko‘rinishidagi impulsi ko‘rsatilgan.
100-rasm. Fazaviy modulyasiya signalini turli qutbli impulse 98 Modulyasiyalash burchagi Ωt +90 0 dan –90 0 gacha kenglikda o‘zgarishi
mumkin. FM afzalligi xalaqitlardan yuqori darajada himoyalanganligi, kamchiligi
–modulyasiyalanuvchi signalning F(t) ba’zi turlari uchun detektirlash murakkabligi.
Diskret modulyasiya yoki manipulyasiya, telegraf kodini (Morze alifbosi) uzatish misolida illyustratsiya qilish mumkin, bunda, kodli signallar turli davomiylikga ega bo‘lgan, nuqta va tire ko‘rinishida, sinusoidal formadagi elektrmagnit tebranishlar uzatiladi. 101-rasmda diskret modulyasiyalangan signallarning vaqtli diagrammasi keltirilgan, bunda, «BA» bo‘g‘ini uzatilishiga mos keladi.
98 Peter G. Martin and Gregory Hale. Automation Made Easy. International Society of Automation. USA, 2009. 218 p.
101-rasm. Diskret modulyasiyalangan signallarning vaqtli diagrammasi99
Impulsli modulyasiya-bu modulyasiyada tashuvchi signal sifatida davriy ketma-ketlikdagi impulslardan foydalaniladi, modulyasiyalovchi sifatida esa, diskret yoki analogli signallardan foydalanish mumkin. Shunday ekan, davriy ketma-ketlik to‘rtta informatsion parametrlar bilan xarakterlanadi (amplitudali, chastotali, fazali va impulsning davomiyligi), shuning uchun, impulsli modulyasiyaning to‘rtta asosiy turlari ajratiladi:
Amplitudali-impulsli modulyasiya (AIM)-tashuvchi signal impulslarining amplitudasi o‘zgaradi;
Chastotali impulsli modulyasiya (ChIM)-tashuvchi signal impulslarining o‘tish chastotasi o‘zgaradi;
Fazaviy-impulsli modulyasiya (FIM)- tashuvchi signal impulslarining fazalari o‘zgaradi;
Kenglikga oid-impulsli modulyasiya (KIM)- tashuvchi signal impulslarining davomiyligi o‘zgaradi. 102-rasmda impulsli modulyasiyalangan signallarning vaqtli diagrammasi keltirilgan. AIMda tashuvchi signalning, modulyasiyalanuvchi signalning F(t) oniy qiymatiga mos ravishda, amplitudasi o‘zgaradi Ao(t),ya’ni, impulsning egrisi modulyasiyalanuvchi signalning formasini qaytaradi.
KIMda impulsning davomiyligi A(t) modulyasiyalanuvchi signalning F(t)
oniy qiymatiga mos ravishda o‘zgaradi.
102-rasm. Impulsli modulyasiyalangan signallarning vaqtli diagrammasi100
ChIM da davrning o‘zgarishi sodir bo‘ladi, mos ravishda chastotaning ham, tashuvchi signalning A(t), F(t) oniy qiymatiga mos ravishda.
FIM da modulyasiyalanmagan tashuvchining taktli (vaqtinchalik) holatiga nisbatan tashuvchi signalning impulsini siljishi sodir bo‘ladi.
Tashuvchi tebranish impulslari o‘tish chastotasini V.A. Kotelnikov teoremasidan tanlanadi, unga muvofiq, tashuvchi tebranish impulslari o‘tish chastotasi, modulyasiyalanuvchi signal chastotasiga nisbatan kamida ikki barobar yuqori bo‘lishi kerak. Impulsli modulyasiyaning sodda ko‘rinishlaridan tashqari, uning murakkab ko‘rinishlari ham tadbiq qilinmoqda. Ularda baravariga bir qancha parametrlar yoki tashuvchi signallarni modulyasiyalash amalga oshiriladi.
|
